ES2561602T3 - Synchronous rectifier - Google Patents

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ES2561602T3
ES2561602T3 ES12784410.8T ES12784410T ES2561602T3 ES 2561602 T3 ES2561602 T3 ES 2561602T3 ES 12784410 T ES12784410 T ES 12784410T ES 2561602 T3 ES2561602 T3 ES 2561602T3
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Bernhard Artelsmair
Christoph SCHULTSCHIK
Johannes NEUBÖCK
Stefan WOLFSGRUBER
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Abstract

Rectificador síncrono (16) para la integración en una fuente (10) de corriente para facilitar una corriente continua, en particular en una unidad en forma de cubo o en forma de paralelepípedo de un transformador (12) de gran amperaje con elementos (24) de conmutación, un circuito (17) de excitación para excitar los elementos (24) de conmutación y un circuito (48) de suministro, estando prevista una placa (35) de circuitos impresos con pistas y superficies de conexión para el alojamiento de componentes electrónicos, estando dispuestos los elementos (24) de conmutación, el circuito (17) de excitación y el circuito (48) de suministro para el funcionamiento autárquico sobre la placa (35) de circuitos impresos, caracterizado porque sobre la placa (35) de circuitos impresos están previstas varias aberturas (37) dispuestas en paralelo y en serie para alojar convexidades (36) de una placa (29) de contacto, aberturas (37) a través de las cuales están dispuestos y unidos, o bien soldados con estaño los elementos (24) de conmutación, elementos (24) de conmutación que pueden empalmarse con las convexidades (36) de la placa (29) de contacto.Synchronous rectifier (16) for integration into a current source (10) to facilitate a direct current, in particular in a cube-shaped or parallelepiped-shaped unit of a high-amperage transformer (12) with elements (24) of switching, an excitation circuit (17) for exciting the switching elements (24) and a supply circuit (48), a printed circuit board (35) being provided with tracks and connecting surfaces for housing electronic components , the switching elements (24) being arranged, the excitation circuit (17) and the supply circuit (48) for the autarkic operation on the printed circuit board (35), characterized in that on the circuit board (35) printed are provided several openings (37) arranged in parallel and in series to accommodate convexities (36) of a contact plate (29), openings (37) through which they are arranged and joined, or else Tin-plated switching elements (24), switching elements (24) that can be spliced with the convexities (36) of the contact plate (29).

Description

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DESCRIPCIONDESCRIPTION

Rectificador síncronoSynchronous rectifier

La invención se refiere a un rectificador síncrono para la integración en una fuente de corriente para facilitar una corriente continua, en particular en una unidad en forma de cubo o de paralelepípedo de un transformador de gran amperaje, con elementos de conmutación, un circuito de excitación para excitar los elementos de conmutación y un circuito de suministro, estando prevista una placa de circuitos impresos con pistas y superficies de conexión para el alojamiento de componentes electrónicos.The invention relates to a synchronous rectifier for integration into a current source to facilitate a direct current, in particular in a cube or parallelepiped unit of a high amperage transformer, with switching elements, an excitation circuit. to excite the switching elements and a supply circuit, a printed circuit board with tracks and connection surfaces for housing electronic components being provided.

La presente invención se refiere principalmente, pero no exclusivamente a rectificadores síncronos para fuentes de corriente con dispositivos de soldadura por resistencia, en particular, dispositivos de soldadura por puntos, en los que aparecen corrientes continuas especialmente altas en la magnitud de algunos kA. También están comprendidos por el objeto de la presente solicitud de patente rectificadores síncronos para fuentes de corriente para otros aparatos, en los cuales se emplean corrientes continuas altas de este tipo. Ejemplos para aparatos de este tipo son aparatos de carga de baterías, aceleradores de partículas, mecanismos para galvanización o similares. El documento WO 2007/041729 A1 describe, por ejemplo, un aparato de carga de baterías y un transformador de corriente para la producción de una corriente continua debidamente alta.The present invention relates mainly, but not exclusively, to synchronous rectifiers for current sources with resistance welding devices, in particular, spot welding devices, in which particularly high continuous currents appear in the magnitude of some kA. Also covered by the object of the present patent application are synchronous rectifiers for current sources for other devices, in which high continuous currents of this type are used. Examples for such devices are battery charging devices, particle accelerators, galvanizing mechanisms or the like. WO 2007/041729 A1 describes, for example, a battery charging apparatus and a current transformer for the production of a duly high direct current.

En dispositivos de soldadura por resistencia se facilitan las corrientes continuas altas necesarias, con ayuda de transformadores de gran amperaje y rectificadores correspondientes. Debido a las altas corrientes que aparecen, los rectificadores de diodos son desventajosos debido a las pérdidas relativamente altas, por lo que se emplean principalmente rectificadores activos con elementos de conmutación que están formados por transistores correspondientes. Pero también los dispositivos de soldadura por resistencia con rectificadores activos, por ejemplo rectificadores síncronos, presentan pérdidas relativamente altas, y por tanto rendimientos relativamente reducidos. Dado que en el estado de la técnica, debido a la construcción convencional separada, por ejemplo de transformador de gran amperaje y rectificación, se producen considerables longitudes de líneas y por tanto pérdidas de líneas, se ocasiona un rendimiento muy malo debida a las altas corrientes.In resistance welding devices, the necessary high continuous currents are provided, with the help of high-amperage transformers and corresponding rectifiers. Due to the high currents that appear, the diode rectifiers are disadvantageous due to the relatively high losses, which is why mainly active rectifiers with switching elements that are formed by corresponding transistors are used. But also resistance welding devices with active rectifiers, for example synchronous rectifiers, have relatively high losses, and therefore relatively low yields. Since in the state of the art, due to the separate conventional construction, for example of transformer of great amperage and rectification, considerable lengths of lines and therefore loss of lines occur, very bad performance due to high currents is caused .

Por ejemplo, el documento DE 10 2007 042 771 B3 describe un procedimiento para el funcionamiento del suministro de corriente de un dispositivo de soldadura por resistencia empleando un rectificador síncrono mediante el cual la potencia perdida puede reducirse y el rendimiento mejorarse.For example, document DE 10 2007 042 771 B3 describes a procedure for the operation of the current supply of a resistance welding device using a synchronous rectifier by means of which the lost power can be reduced and the performance improved.

En trenes de fabricación en la industria automovilística se emplean una pluralidad de dispositivos de soldadura por puntos (a menudo unos 100 a 1000 aparatos individuales) para la fabricación de diferentes uniones en la carrocería y en el chasis del vehículo a fabricar. Tras provocar ya los dispositivos de soldadura por puntos individuales pérdidas muy altas debido a los transformadores de gran amperaje y líneas y elementos de conmutación, en tales trenes de fabricación, las pérdidas totales que aparecen se mueven en dimensiones enormemente altas, por ejemplo entre 1 MW y 50 MW. Dado que las pérdidas principalmente se plasman en forma de calor perdido, deben tomarse a su vez medidas para expulsar el calor, por lo que todo el balance de energía se empeora aún más. El documento WO 2004/044959 muestra un rectificador síncrono de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El documento EP 2043412 muestra una placa de circuitos Impresos con aberturas dispuestas en serie para alojar convexidades de una placa de contacto, aberturas a través de las cuales están dispuestos y soldados con estaño los elementos de conmutación, elementos de conmutación que pueden contactarse con las convexidades de la placa de contacto.In manufacturing trains in the automobile industry a plurality of spot welding devices (often about 100 to 1000 individual devices) are used for the manufacture of different joints in the body and in the chassis of the vehicle to be manufactured. After causing single point welding devices to cause very high losses due to high amperage transformers and switching lines and elements, in such manufacturing trains, the total losses that appear move in enormously high dimensions, for example between 1 MW and 50 MW. Since the losses are mainly reflected in the form of lost heat, measures must be taken in turn to expel the heat, so that the entire energy balance becomes even worse. WO 2004/044959 shows a synchronous rectifier according to the preamble of claim 1. EP 2043412 shows a printed circuit board with openings arranged in series to accommodate convexities of a contact plate, openings through which The switching elements, switching elements that can contact the convexities of the contact plate, are arranged and welded with tin.

Una ventaja adicional se produce porque mediante las elevadas pérdidas para instalaciones de este tipo se requieren potencias de conexión de la red de suministro muy altas, por lo que se originan costes muy altos para la fabricación, puesta en marcha y el funcionamiento de una Instalación de este tipo.An additional advantage is produced because the high losses for installations of this type require very high connection network power, which results in very high costs for the manufacture, commissioning and operation of an installation. this type.

Para la producción de un único punto de soldadura con una corriente de soldadura de 20 kA, según el estado de la técnica desde la perspectiva actual, se requiere por ejemplo una potencia de conexión de la red de suministro de hasta 150 kW, resultando en el caso de la corriente de soldadura mencionada pérdidas de hasta 135 WV, por lo que se alcanza un rendimiento muy malo de solo aproximadamente el 10 %.For the production of a single welding point with a welding current of 20 kA, according to the state of the art from the current perspective, for example a connection power of the supply network of up to 150 kW is required, resulting in the In the case of the welding current mentioned losses of up to 135 WV, so a very bad performance of only about 10% is achieved.

El objetivo de la presente Invención consiste por lo tanto en la creación de un rectificador síncrono para la Integración en una fuente de corriente para facilitar una corriente continua, a través de la cual las pérdidas puedan reducirse y el balance de energía y el rendimiento pueda mejorarse. Las desventajas de los dispositivos conocidos deben reducirse o evitarse.The objective of the present invention is therefore the creation of a synchronous rectifier for Integration into a current source to facilitate a direct current, through which losses can be reduced and energy balance and performance can be improved. . The disadvantages of known devices should be reduced or avoided.

Este objetivo se consigue porque los elementos de conmutación, el circuito de excitación y el circuito de suministro para el funcionamiento autárqulco están dispuestos sobre la placa de circuitos impresos, estando previstas sobre la placa de circuitos Impresos varias aberturas dispuestas en paralelo y en serie para alojar convexidades de una placa de contacto, aberturas a través de las cuales están dispuestos y unidos, o bien soldados con estaño los elementos de conmutación, elementos de conmutación que pueden contactarse con las convexidades de la placa de contacto. A este respecto es ventajoso, que en el montaje de la placa de circuitos impresos del rectificador síncrono sobre una placa de contacto, las conexidades de la placa de contacto sobresalgan a través de las aberturas en la placa de circuitos Impresos, por lo que al mismo tiempo el lado posterior de la placa de circuitos impresos puede unirse o bienThis objective is achieved because the switching elements, the excitation circuit and the supply circuit for self-loading operation are arranged on the printed circuit board, several openings arranged in parallel and in series to accommodate on the printed circuit board are provided. convexities of a contact plate, openings through which the switching elements are arranged and connected, or tin-welded, switching elements that can be contacted with the convexities of the contact plate. In this regard it is advantageous, that in the assembly of the printed circuit board of the synchronous rectifier on a contact plate, the contact plate connections protrude through the openings in the Printed circuit board, so that at the same time the back side of the printed circuit board can be attached either

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soldarse con estaño de manera segura con la placa de contacto, y adlclonalmente también pueden unirse o bien soldarse con estaño con la placa de contacto elementos de conmutación dispuestos en el lado enfrentado. Por tanto el elevado gasto de cableado puede suprimirse. También es posible un poslclonamiento sencillo de la placa de circuitos Impresos sobre la placa de contacto y esta ya no puede deslizarse durante la soldadura con estaño.welded with tin in a safe manner with the contact plate, and can also be attached or soldered with the contact plate with switching elements arranged on the opposite side. Therefore the high cost of wiring can be suppressed. A simple post-cloning of the Printed circuit board is also possible on the contact plate and it can no longer slide during tin welding.

Debido a que sobre la placa de circuitos impresos están dispuestos los elementos de conmutación, el circuito de excitación y el circuito de suministro del rectificador síncrono puede alcanzarse una construcción autárquica. Por ejemplo, la placa de circuitos impresos puede integrarse en el transformador de gran amperaje. Si el rectificador síncrono está configurado para el funcionamiento autárquico en el transformador de gran amperaje pueden evitarse todas las líneas hacia la placa de circuitos impresos y por tanto en el transformador de gran amperaje. Si todos los componentes para el funcionamiento del transformador de gran amperaje, como los elementos de conmutación, el circuito de excitación y el circuito de suministro están integrados sobre la placa de circuitos impresos, solamente debe conectarse en el lado de entrada una pieza de potencia, y en el lado de salida el consumidor respectivo.Because the switching elements are arranged on the printed circuit board, the excitation circuit and the supply circuit of the synchronous rectifier can achieve an autarkic construction. For example, the printed circuit board can be integrated into the high amperage transformer. If the synchronous rectifier is configured for automatic operation in the high amperage transformer, all lines to the printed circuit board can be avoided and therefore in the high amperage transformer. If all components for the operation of the high amperage transformer, such as the switching elements, the excitation circuit and the supply circuit are integrated on the printed circuit board, only one piece of power must be connected to the input side, and on the output side the respective consumer.

Mediante los elementos de conmutación del rectificador síncrono dispuestos sobre la placa de circuitos impresos, el rectificador síncrono puede unirse por tanto sin líneas con la salida del transformador de gran amperaje, por lo que pueden reducirse considerablemente las pérdidas.By means of the switching elements of the synchronous rectifier arranged on the printed circuit board, the synchronous rectifier can therefore be connected without lines to the output of the high amperage transformer, so losses can be significantly reduced.

Adicionalmente es ventajoso si el circuito de excitación está dispuesto a ambos lados de los elementos de conmutación dispuestos en paralelo y en serie sobre la placa de circuitos impresos, dado que por ello se alcanza un acortamiento de los recorridos de línea hacia los elementos de conmutación individuales. Por tanto puede garantizarse que dentro de un lapso de tiempo muy corto estén conectados todos los elementos de conmutación conmutados en paralelo. Mediante la disposición a ambos lados del circuito de excitación se alcanza una reducción a la mitad de la longitud de línea y por tanto acompañado de una reducción de las inductancias de línea y por tanto un acortamiento esencial de los tiempos de conmutación.Additionally, it is advantageous if the excitation circuit is arranged on both sides of the switching elements arranged in parallel and in series on the printed circuit board, since this shortens the line paths to the individual switching elements. . Therefore it can be ensured that all switching elements switched in parallel are connected within a very short period of time. By means of the arrangement on both sides of the excitation circuit, a reduction of half the line length is achieved and therefore accompanied by a reduction of the line inductances and therefore an essential shortening of the switching times.

Si el circuito de excitación está unido con al menos un sensor, en particular un transformador de corriente, integrado en el transformador de gran amperaje, se posibilita un control o bien regulación exactos, dado que mediante el al menos un sensor pueden registrarse los estados en el transformador de gran amperaje.If the excitation circuit is connected with at least one sensor, in particular a current transformer, integrated in the high amperage transformer, an exact control or regulation is possible, since by means of the at least one sensor the states can be registered in The high amperage transformer.

De manera ventajosa, el circuito de suministro está configurado para la formación de corrientes de conmutación debidamente altas, por ejemplo entre 800 A y 1500 A, en particular 1000 A y para el suministro de los componentes con tensión de suministro correspondiente. Debido a la corriente de conmutación muy alta puede alcanzarse un tiempo de conmutación muy reducido, en particular en el intervalo de ns. Con ello puede garantizarse que siempre para el paso por cero o directamente poco antes del paso por cero con poca corriente de salida se conmuten los elementos de conmutación, para que apenas aparezcan, o no aparezca ninguna pérdida de conmutación.Advantageously, the supply circuit is configured for the formation of duly high switching currents, for example between 800 A and 1500 A, in particular 1000 A and for the supply of the components with corresponding supply voltage. Due to the very high switching current, a very short switching time can be achieved, in particular in the range of ns. With this, it can be guaranteed that the switching elements are always switched to zero or directly shortly before the zero crossing with little output current, so that they hardly appear, or no switching loss appears.

Si está previsto un circuito de comunicación de datos para la transmisión de datos inalámbrica, preferentemente inductiva, magnética o por Bluetooth se alcanza de manera ventajosa que puedan transmitirse datos de manera inalámbrica desde o a la placa de circuitos impresos del rectificador síncrono. Para ello puede realizarse una adaptación de los momentos de conmutación a diferentes campos de empleo del transformador de gran amperaje. Igualmente desde una memoria dispuesta en la placa de circuitos impresos del rectificador síncrono pueden leerse datos para el procesamiento adicional o control o bien para una supervisión de calidad.If a data communication circuit is provided for wireless, preferably inductive, magnetic or Bluetooth data transmission, it is advantageously achieved that data can be transmitted wirelessly from or to the printed circuit board of the synchronous rectifier. For this, an adaptation of the switching moments can be made to different fields of use of the high amperage transformer. Likewise, from a memory provided on the printed circuit board of the synchronous rectifier, data can be read for further processing or control or for quality supervision.

Finalmente, está prevista una configuración ventajosa en la que en un lado de la placa de circuitos impresos, por toda la superficie está prevista una superficie que puede unirse por soldadura indirecta para soldarse con estaño con la placa de contacto, dado que con ello pueda alcanzarse una unión segura con la placa de contacto. Por tanto, también las resistencias de paso pueden reducirse sustancialmente, dado que un enlace por toda la superficie de la placa de circuitos impresos presenta una resistencia de paso más reducida.Finally, an advantageous configuration is provided in which on one side of the printed circuit board, a surface that can be joined by indirect welding to weld with tin with the contact plate is provided on the entire surface, since this can be achieved a secure connection with the contact plate. Therefore, the step resistors can also be substantially reduced, since a link across the entire surface of the printed circuit board has a lower step resistance.

La invención se explica con más detalle mediante los dibujos adjuntos.The invention is explained in more detail by the attached drawings.

En ellos muestran:They show:

la figura 1figure 1

la figura 2figure 2

la figura 3figure 3

la figura 4 la figura 5 la figura 6 la figura 7 la figura 8 la figura 9 la figura 10Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10

un dispositivo de soldadura por resistencia del estado de la técnica con un robot y pinzas portaelectrodos fijadas al mismo en representación esquemática;a state-of-the-art resistance welding device with a robot and electrode holder clamps attached thereto in schematic representation;

un diagrama de bloques esquemático de un dispositivo de soldadura por resistencia con una fuente de corriente para facilitar la corriente de soldadura;a schematic block diagram of a resistance welding device with a current source to facilitate the welding current;

un dispositivo de soldadura por resistencia, en particular una pinza portaelectrodos, con una fuente de corriente integrada para facilitar la corriente de soldadura en representación esquemática; un diagrama de bloques esquemático de la fuente de corriente para facilitar la corriente de soldadura; una forma de realización de la fuente de corriente para facilitar una corriente continua; la fuente de corriente de acuerdo con la figura 5 en representación en despiece; la fuente de corriente de acuerdo con la figura 5 con curso marcado de los canales de refrigeración; una vista del transformador de gran amperaje sobre el soporte en I de la fuente de corriente; el soporte en I de acuerdo con la figura 8 en representación seccionada;a resistance welding device, in particular an electrode holder clamp, with an integrated current source to facilitate the welding current in schematic representation; a schematic block diagram of the current source to facilitate welding current; an embodiment of the current source to facilitate a direct current; the current source according to figure 5 in exploded view; the current source according to figure 5 with marked course of the cooling channels; a view of the high amperage transformer on the I support of the current source; the support in I according to figure 8 in sectioned representation;

una placa de contacto del transformador de gran amperaje de la fuente de corriente junto con la placa de circuitos impresos del rectificador síncrono y del circuito de excitación;a contact plate of the high-amperage transformer of the current source together with the printed circuit board of the synchronous rectifier and the excitation circuit;

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la figura 11 la figura 12figure 11 figure 12

la figura 13figure 13

la figura 14figure 14

la figura 15figure 15

la figura 16figure 16

la placa de contacto de acuerdo con la figura 10 en representación seccionada;the contact plate according to figure 10 in sectioned representation;

un arrollamiento secundario del transformador de gran amperaje con transformador de corriente ena secondary winding of the high amperage transformer with current transformer in

representación en despiece;exploded representation;

la construcción de un arrollamiento secundarlo del transformador de gran amperaje en representación en despiece;the construction of a secondary winding of the high amperage transformer in exploded representation;

un diagrama de bloques de un circuito para el suministro del rectificador síncrono y el circuito de excitación con energía eléctrica;a block diagram of a circuit for the supply of the synchronous rectifier and the excitation circuit with electric power;

un transcurso de tiempo de la tensión de suministro del circuito de suministro de acuerdo con la figura 14; ya time course of the supply voltage of the supply circuit according to figure 14; Y

transcursos de tiempo para ilustrar la excitación de los elementos de conmutación de un rectificador síncrono en función de las corrientes secundarias del transformador de gran amperaje.Time traces to illustrate the excitation of the switching elements of a synchronous rectifier as a function of the secondary currents of the high amperage transformer.

En el ejemplo de realización representado de la figura 1 a la 16 se describe una construcción de un dispositivo 1 de soldadura por resistencia con los componentes esenciales. Para las mismas piezas se otorgaron los mismos números de referencia en las figuras.In the illustrated embodiment shown in FIG. 1 to 16, a construction of a resistance welding device 1 with the essential components is described. For the same pieces the same reference numbers were given in the figures.

En la figura 1 se representa en perspectiva un dispositivo 1 de soldadura por resistencia para la soldadura por resistencia de al menos dos piezas 2, 3 de trabajo con un robot para la manipulación. El dispositivo 1 de soldadura por resistencia se compone de una pinza portaelectrodos 4 fijada en el robot con dos brazos 5 de pinzas sobre los cuales están dispuestos alojamientos 6 para alojar en cada caso un electrodo 7. Alrededor de los electrodos 7 discurre en cada caso una cinta 8 que reduce la resistencia de paso en la soldadura por resistencia, y protege los electrodos 7. Además, la reproducción originada en la banda 8 del punto de soldadura fabricado puede analizarse y consultarse para valorar la calidad de soldadura. La cinta 8 para proteger los electrodos 7 se desenrolla desde un dispositivo 9 de bobinado que puede estar dispuesto sobre la pinza portaelectrodos 4 o bien los brazos 5 de pinza, y se conduce a lo largo de los brazos 5 de pinza, de los alojamientos 6 de electrodos y los electrodos 7 de vuelta al dispositivo 9 de bobinado, donde la cinta 8 se enrolla de nuevo. Para la realización de la soldadura por puntos, la corriente de soldadura que se suministra desde una pieza 19 de potencia correspondiente se conduce a través de los electrodos 7. Por ello, las piezas 2, 3 de trabajo se unen entre sí mediante un punto de soldadura que se origina en la operación de soldadura por puntos. De manera habitual, la pieza 19 de potencia se encuentra, para facilitar la corriente de soldadura, por fuera del dispositivo 1 de soldadura por resistencia, tal como se representa esquemáticamente en la figura 1. La corriente de soldadura se guía a través de líneas 11 correspondiente hacia los electrodos 7 o bien los brazos 5 de pinza configurados eléctricamente conductores. Debido a la amplitud de la corriente de soldadura en el intervalo de algunos kA son necesarias secciones transversales debidamente grandes para las líneas 11, por lo que resultan pérdidas óhmicas debidamente altas.Figure 1 shows in perspective a resistance welding device 1 for resistance welding of at least two work pieces 2, 3 with a robot for handling. The resistance welding device 1 is composed of an electrode holder clamp 4 fixed on the robot with two arms 5 of clamps on which housings 6 are arranged to accommodate in each case an electrode 7. Around each electrode 7 runs in each case a tape 8 that reduces the resistance of resistance welding resistance, and protects the electrodes 7. In addition, the reproduction originated in the band 8 of the manufactured welding point can be analyzed and consulted to assess the welding quality. The tape 8 to protect the electrodes 7 is unwound from a winding device 9 that can be arranged on the electrode holder 4 or the clamp arms 5, and is conducted along the clamp arms 5, of the housings 6 of electrodes and electrodes 7 back to the winding device 9, where the tape 8 is wound again. For the realization of spot welding, the welding current that is supplied from a corresponding piece of power 19 is conducted through the electrodes 7. Thus, the work pieces 2, 3 are joined together by a point of welding that originates in the spot welding operation. Typically, the power part 19 is, to facilitate the welding current, outside the resistance welding device 1, as schematically shown in Figure 1. The welding current is guided through lines 11 corresponding to the electrodes 7 or the clamp arms 5 electrically configured. Due to the amplitude of the welding current in the range of some kA, duly large cross sections are necessary for the lines 11, whereby resulting in high ohmic losses.

Además, largas líneas de alimentación primarias llevan a una ¡nductancia elevada de las líneas 11, por lo que la frecuencia de conmutación con la que funciona un transformador 12 de gran amperaje de una fuente 10 de corriente, está limitada, dando como resultado transformadores 12 de gran amperaje muy grandes. En el estado de la técnica, la pieza 19 de potencia se encuentra en un armario de distribución junto al robot de soldadura, de manera que son necesarias líneas de suministro muy largas, por ejemplo de hasta 30 m hacia el transformador 12 de gran amperaje para la pinza portaelectrodos 4 en el robot.In addition, long primary supply lines lead to a high inductance of lines 11, whereby the switching frequency with which a high-amperage transformer 12 of a current source 10 is limited is limited, resulting in transformers 12 Great amperage very large. In the state of the art, the power part 19 is in a distribution cabinet next to the welding robot, so that very long supply lines are necessary, for example up to 30 m to the large amperage transformer 12 for the electrode holder 4 on the robot.

Con la solución de acuerdo con la invención se alcanza una reducción de peso y de tamaño considerable, de manera que se posibilita un posicionamiento de la pieza 19 de potencia directamente sobre el robot, en particular en la zona del alojamiento de pinzas. Adicionalmente la pieza 19 de potencia se realiza preferentemente refrigerada en agua.With the solution according to the invention a reduction in weight and considerable size is achieved, so that a positioning of the power piece 19 is directly possible on the robot, in particular in the area of the clamp housing. Additionally, the power piece 19 is preferably made chilled in water.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques esquemático de un dispositivo 1 de soldadura por resistencia con una fuente 10 de corriente para facilitar la corriente de soldadura. Aunque en el ejemplo de realización representado la fuente 10 de corriente sirve para facilitar la corriente de soldadura para el dispositivo 1 de soldadura por resistencia, puede consultarse la fuente 10 de corriente, en particular toda la estructura del suministro de corriente también para facilitar una corriente continua para otras aplicaciones. La fuente 10 de corriente contiene un transformador 12 de gran amperaje con al menos un arrollamiento primario 13, al menos un arrollamiento secundario 14 con derivación central y un núcleo magnético 15. La corriente transformada con ayuda del transformador 12 de gran amperaje se rectifica en un rectificador síncrono 16 y se alimenta a los brazos 5 de pinza o bien electrodos 7 del dispositivo 1 de soldadura por resistencia. Para el control del rectificador síncrono 16 está previsto un circuito 17 de excitación. El circuito 17 de excitación envía impulsos de control correspondientes a los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 debido a las corrientes secundarias del transformador 12 de gran amperaje medidas por ejemplo mediante transformadores 18 de corriente.Figure 2 shows a schematic block diagram of a resistance welding device 1 with a current source 10 to facilitate the welding current. Although in the embodiment shown the current source 10 serves to facilitate the welding current for the resistance welding device 1, the current source 10 can be consulted, in particular the entire structure of the current supply also to facilitate a current Continue for other applications. The current source 10 contains a high amperage transformer 12 with at least one primary winding 13, at least one secondary winding 14 with central branch and a magnetic core 15. The current transformed with the aid of the high amperage transformer 12 is rectified in a synchronous rectifier 16 and is fed to the clamp arms 5 or electrodes 7 of the resistance welding device 1. For the control of the synchronous rectifier 16, an excitation circuit 17 is provided. The excitation circuit 17 sends control pulses corresponding to the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 due to the secondary currents of the high amperage transformer 12 measured for example by means of current transformers 18.

Tal como es conocido en general, debido a las altas corrientes de soldadura mediante la suma de la longitud de línea necesaria aparecen tanto pérdidas óhmicas y/o inductivas considerables, como también pérdidas de paso y de conmutación en los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16. Además, también aparecen pérdidas en el rectificador, en el suministro para el rectificador síncrono 16 y el circuito 17 de excitación. El rendimiento resultante de los dispositivos 1 de soldadura por resistencia de este tipo es correspondientemente bajo.As is generally known, due to the high welding currents by adding the necessary line length both considerable ohmic and / or inductive losses appear, as well as passage and switching losses in the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16. In addition, losses also occur in the rectifier, in the supply for the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17. The resulting performance of resistance welding devices 1 of this type is correspondingly low.

Para generar la corriente primarla del transformador 12 de gran amperaje está prevista una pieza 19 de potencia queTo generate the primary current of the high amperage transformer 12, a power part 19 is provided that

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está dispuesta entre una red de suministro y la fuente 10 de corriente. La pieza 19 de potencia facilita la corriente primaria para el transformador 12 de gran amperaje o bien la fuente 10 de corriente con la amplitud deseada y la frecuencia deseada.It is arranged between a supply network and the current source 10. The power part 19 facilitates the primary current for the high amperage transformer 12 or the current source 10 with the desired amplitude and the desired frequency.

La figura 3 muestra un dispositivo 1 de soldadura por resistencia con fuente 10 de corriente integrada en representación esquemática. En este caso la fuente 10 de corriente directamente, en particular como elemento de soporte, está dispuesta sobre la pinza portaelectrodos 4 o bien los brazos 5 de pinzas del dispositivo 1 de soldadura por resistencia, de manera que al menos una parte de las líneas 11 para el guiado de la corriente de soldadura hacia los electrodos 7 puede omitirse, y por tanto las longitudes de líneas pueden acortarse esencialmente, dado que solamente la unión con un brazo 5 de pinza es necesaria. La fuente 10 de corriente presenta para la formación de un empalme de múltiples puntos al menos cuatro contactos 20, 21, 22, 23, estando unidos dos primeros contactos 20, 21 de una polaridad con uno de los brazos 5 de pinza y dos contactos adicionales 22, 23 de una polaridad opuesta con el otro brazo 5 de pinza. De manera ventajosa, los dos primeros contactos 20, 21 están dispuestos enfrentados en cada caso con una de las polaridades, y los otros dos contactos 22, 23 con la otra polaridad, estando dispuestos los otros dos contactos 22, 23 tendidos fundamentalmente 90° unos respecto a otros frente a los dos primeros contactos 20, 21. Mediante el empalme de múltiples puntos pueden evitarse líneas que habitualmente son necesarias para unir el lado secundario 14 del transformador 12 de gran amperaje con los brazos 5 de pinza o bien los electrodos 6 del dispositivo 1 de soldadura por resistencia, o reducirse su longitud y por tanto las pérdidas óhmicas como también pérdidas de contacto pueden reducirse notablemente. Por tanto, pueden emplearse líneas lo más cortas posible con secciones transversales lo más grandes posible, permaneciendo al mismo tiempo la flexibilidad de la pinza portaelectrodos 4. Una ventaja adicional consiste en que, debido a un empalme de este tipo se reducen las pérdidas, en particular resistencias de paso de contacto. Debido a los al menos cuatro contactos 20, 21, 22, 23, la corriente de soldadura que va a transmitirse puede reducirse a la mitad, por lo que también se provoca una reducción de las pérdidas de paso, dado que mediante el aumento esencial de las superficies de contacto activas se reducen las resistencias de paso. Por ejemplo, cada uno de los cuatro contactos 20, 21, 22, 23 en el dimensionamiento de un transformador 12 de gran amperaje, o bien de una fuente 10 de corriente, para facilitar una corriente continua de 20 kA presenta una superficie entre 15 cm x 15 cm hasta 25 cm x 25 cm, preferentemente 20 cm x 20 cm.Figure 3 shows a resistance welding device 1 with current source 10 integrated in schematic representation. In this case, the current source 10 directly, in particular as a support element, is arranged on the electrode holder clamp 4 or the clamp arms 5 of the resistance welding device 1, so that at least a part of the lines 11 for guiding the welding current towards the electrodes 7 it can be omitted, and therefore the line lengths can be shortened essentially, since only the connection with a clamp arm 5 is necessary. The current source 10 presents at least four contacts 20, 21, 22, 23 for forming a multi-point splice, two first contacts 20, 21 of one polarity being connected with one of the clamp arms 5 and two additional contacts 22, 23 of an opposite polarity with the other arm 5 of the clamp. Advantageously, the first two contacts 20, 21 are arranged in each case facing one of the polarities, and the other two contacts 22, 23 with the other polarity, the other two contacts 22, 23 being arranged essentially 90 ° arranged with respect to others in front of the first two contacts 20, 21. By splicing multiple points, lines that are usually necessary to join the secondary side 14 of the high amperage transformer 12 with the clamp arms 5 or the electrodes 6 of the junction can be avoided. resistance welding device 1, or its length reduced and therefore the ohmic losses as well as contact losses can be significantly reduced. Therefore, lines as short as possible can be used with cross-sections as large as possible, while remaining flexible with the electrode holder 4. An additional advantage is that, due to such a splice, losses are reduced, in particular contact step resistors. Due to the at least four contacts 20, 21, 22, 23, the welding current to be transmitted can be reduced by half, so that a reduction in step losses is also caused, given that through the essential increase in active contact surfaces reduce the resistance of passage. For example, each of the four contacts 20, 21, 22, 23 in the dimensioning of a high amperage transformer 12, or of a current source 10, to facilitate a continuous current of 20 kA has a surface between 15 cm x 15 cm up to 25 cm x 25 cm, preferably 20 cm x 20 cm.

En el ejemplo de realización mostrado, la fuente 10 de corriente está configurada sustancialmente en forma de cubo, formando la superficie lateral del cubo los contactos 20, 21,22, 23. Los dos primeros contactos 20, 21 se unen con uno de los electrodos 7 y los otros dos contactos 22, 23 se unen con el otro electrodo 7 del dispositivo 1 de soldadura por resistencia mediante los brazos 5 de pinza. Tal como puede verse de la representación en despiece parcial, al menos un brazo 5 de pinza, en particular el brazo 5 de pinza inferior, se une mediante un elemento 23a de soporte del brazo 5 de pinza inferior, mientras que el otro, en particular el brazo 5 de pinza superior está unido mediante una abrazadera 23b de unión flexible con los otros contactos 22, 23. Al menos un brazo 5 de pinza está unido por tanto directamente con el transformador 12 de gran amperaje y el otro brazo 5 de pinza mediante una línea muy corta, por ejemplo más corta que 50 m, está unido con este. Debido a que las líneas 11 entre la fuente 10 de corriente y los electrodos 7 o bien los brazos 5 de pinzas del dispositivo 1 de soldadura por resistencia se omiten o bien resultan demasiado cortas, las pérdidas óhmicas y pérdidas inductivas se reducen claramente.In the exemplary embodiment shown, the current source 10 is configured substantially in the form of a hub, the lateral surface of the hub forming the contacts 20, 21, 22, 23. The first two contacts 20, 21 are connected to one of the electrodes 7 and the other two contacts 22, 23 are connected to the other electrode 7 of the resistance welding device 1 by the clamp arms 5. As can be seen from the partial exploded view, at least one caliper arm 5, in particular the lower caliper arm 5, is joined by a support element 23a of the lower caliper arm 5, while the other, in particular the upper clamp arm 5 is connected by a flexible connection clamp 23b with the other contacts 22, 23. At least one clamp arm 5 is therefore directly connected with the high amperage transformer 12 and the other clamp arm 5 by a very short line, for example shorter than 50 m, is connected to it. Because the lines 11 between the current source 10 and the electrodes 7 or the clamp arms 5 of the resistance welding device 1 are omitted or too short, the ohmic losses and inductive losses are clearly reduced.

Se producen ventajas especiales cuando al menos dos contactos 20, 21 se unen directamente o bien sin líneas y por tanto sin resistencias de paso de contacto con un brazo 5 de pinzas. Esto puede conseguirse por que en la fuente 10 de corriente estos dos contactos 20, 21 están casi integrados, que se unen con las piezas correspondientes del dispositivo 1 de soldadura por resistencia, en particular los brazos 5 de pinzas, es decir sin tender líneas. Mediante la unión directa de un brazo 5 de pinza con los contactos 20, 21 del transformador 12 de gran amperaje se alcanza por tanto una unión sin líneas, mientras que el segundo brazo 5 de pinza debe unirse con líneas muy cortas con los contactos 22, 23. Con ello puede alcanzarse una reducción muy alta de las pérdidas de línea, dado que las longitudes de línea se reducen a un mínimo. En el estado de la técnica, en el caso óptimo, el transformador de gran amperaje se posiciona lo más cerca posible en la pinza portaelectrodos 4, de manera que a continuación las líneas deben tenderse desde el transformador 12 de gran amperaje hacia la pinza portaelectrodos 4, mientras que en la solución de acuerdo con la invención el transformador 12 de gran amperaje está integrado en la pinza portaelectrodos 4 y al mismo tiempo está fijado un brazo 5 pinzas directamente en el transformador 12 de gran amperaje, de manera que solamente debe conectarse el segundo brazo 5 de pinza con una o bien dos líneas cortas. Naturalmente también en lugar de líneas también pueden emplearse por ejemplo contactos deslizantes u otros elementos de unión. También las pérdidas dentro de la fuente 10 de corriente, debido al modo de construcción compacto, y la unión directa, es decir sin líneas, de los componentes de la fuente 10 de corriente se reducen notablemente.Special advantages are produced when at least two contacts 20, 21 are connected directly or without lines and therefore without contact passage resistors with an arm 5 of tweezers. This can be achieved by the fact that in the current source 10 these two contacts 20, 21 are almost integrated, which are connected to the corresponding parts of the resistance welding device 1, in particular the clamp arms 5, that is to say without laying lines. By means of the direct connection of a clamp arm 5 with the contacts 20, 21 of the high amperage transformer 12, a connection without lines is therefore achieved, while the second clamp arm 5 must be connected with very short lines with the contacts 22, 23. With this, a very high reduction in line losses can be achieved, since the line lengths are reduced to a minimum. In the state of the art, in the optimum case, the high amperage transformer is positioned as close as possible to the electrode holder 4, so that the lines must then be routed from the high amperage transformer 12 to the electrode holder 4 , while in the solution according to the invention the high amperage transformer 12 is integrated in the electrode holder clamp 4 and at the same time an arm 5 clamps is fixed directly on the high amperage transformer 12, so that only the second arm 5 of clamp with one or two short lines. Of course, instead of lines, for example, sliding contacts or other connecting elements can also be used. Also the losses within the current source 10, due to the compact construction mode, and the direct connection, that is to say without lines, of the components of the current source 10 are markedly reduced.

De manera ventajosa, todos los componentes de la fuente 10 de corriente, así como también el rectificador síncrono 16, el circuito 17 de excitación, el transformador 18 de corriente, y todos los circuitos de suministro para el rectificador síncrono 16 y el circuito 17 de excitación están contenidos en la unidad en forma de cubo o bien de paralelepípedo. Es decir, que mediante la integración de los componentes/circuitos electrónicos se crea una unidad de construcción en forma de un cubo, en el que el usuario debe facilitar en el lado primario solamente energía en forma de tensión alterna correspondiente, o bien corriente alterna correspondiente para obtener en el lado secundario una corriente continua dimensionada de manera correspondiente, o bien una tensión continua dimensionada de manera correspondiente con alta potencia. El control y regulación se realiza autárquicamente en elAdvantageously, all the components of the current source 10, as well as the synchronous rectifier 16, the excitation circuit 17, the current transformer 18, and all the supply circuits for the synchronous rectifier 16 and the circuit 17 excitation are contained in the unit in the form of a cube or parallelepiped. That is, by integrating the electronic components / circuits a construction unit is created in the form of a cube, in which the user must provide only energy in the primary side in the form of corresponding alternating voltage, or corresponding alternating current to obtain on the secondary side a correspondingly sized direct current, or a correspondingly sized continuous voltage with high power. The control and regulation is carried out automatically in the

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cubo o bien la fuente 10 de corriente. Con ello el cubo o bien la fuente 10 de corriente puede emplearse ampliamente para el suministro de componentes con alta corriente continua. En particular, la fuente 10 de corriente sirve para el suministro con tensión reducida y gran amperaje, como es habitual en procesos de soldadura por resistencia.cube or current source 10. With this, the hub or the current source 10 can be used extensively for the supply of components with high direct current. In particular, the current source 10 serves for supply with reduced voltage and high amperage, as is usual in resistance welding processes.

En el empleo en un proceso de soldadura por resistencia pueden estar formadas también piezas de la fuente 10 de corriente configurada en forma de cubo mediante componentes del dispositivo 1 de soldadura por resistencia, por ejemplo piezas de los brazos 5 de pinzas o similares, como esto está representado. En este caso, el cubo o bien la fuente 10 de corriente asume una función de soporte, al estar fijado un brazo 5 de pinzas directamente en el cubo. El brazo 5 de pinza adicional se empalma mediante líneas de unión (no representadas). Mediante esta construcción puede impedirse largas líneas de alimentación, de manera que se alcanza una reducción sustancial de las pérdidas. Sin embargo, para que el cubo pueda integrarse en una pinza portaelectrodos 4 de este tipo, es necesario que su tamaño de construcción se mantenga lo más reducida posible. Por ejemplo, el cubo o bien la fuente 10 de corriente, en un dimensionamiento de la corriente continua que va a facilitarse de hasta 20 kA, presenta una longitud lateral entre 10 cm y 20 cm, en particular 15 cm. Mediante esta configuración compacta de la fuente 10 de corriente en forma de cubo es sencillamente posible integrar esta por ejemplo en el cuerpo base de la pinza portaelectrodos 4.In use in a resistance welding process, parts of the current source 10 configured in the form of a cube can also be formed by components of the resistance welding device 1, for example parts of the arms 5 of pliers or the like, such as this It is represented. In this case, the cube or the current source 10 assumes a support function, as a pin arm 5 is fixed directly on the cube. The additional clamp arm 5 is spliced by joining lines (not shown). Through this construction, long feed lines can be prevented, so that a substantial reduction in losses is achieved. However, in order for the hub to be integrated into an electrode holder 4 of this type, it is necessary that its construction size be kept as small as possible. For example, the cube or the current source 10, in a dimensioning of the direct current to be provided up to 20 kA, has a lateral length between 10 cm and 20 cm, in particular 15 cm. By means of this compact configuration of the cube-shaped current source 10 it is simply possible to integrate this, for example, into the base body of the electrode holder 4.

La figura 4 muestra un diagrama de bloques esquemático de la fuente 10 de corriente para facilitar una corriente continua, en particular de una corriente de soldadura. En esta variante de realización preferida de la fuente 10 de corriente están conmutados en serie diez arrollamientos primarios 13 del transformador 12 de gran amperaje y diez arrollamientos secundarios 14 del transformador 12 de gran amperaje están conmutados en paralelo con derivación central. Mediante una realización de este tipo del transformador 12 de gran amperaje, la relación de transmisión correspondientemente alta para alcanzar una corriente secundaria correspondientemente alta también puede alcanzarse en el caso de números de espiras reducidos de los arrollamientos primarios 13 y números de espiras reducidos de los arrollamientos secundarios 14. Por ejemplo, con diez arrollamientos primarios 13 y también diez arrollamientos secundarios 14 puede alcanzarse una relación de transmisión de 100. La corriente primaria atraviesa los arrollamientos primarios 13 conmutados en serie del transformador 12 de gran amperaje, mientras que la corriente secundaria relativamente alta se distribuye en los diez arrollamientos secundarios 14 conmutados en paralelo. Las corrientes parciales en el lado secundarias se alimentan a los elementos 24 de conmutación correspondientes del rectificador síncrono 16. Mediante una distribución de este tipo se produce, a pesar de los números de espiras reducidos en el lado primario y secundario una relación de transmisión correspondientemente alta (en este caso 100). Mediante esta construcción, al contrario que en transformadores de gran amperaje habituales son necesarios números de espiras más reducidos en el lado primario, por lo que la longitud del arrollamiento primario 13 puede reducirse, y por ello pueden reducirse las pérdidas óhmicas. Mediante el número de espiras reducido del arrollamiento primario 13 y por tanto una reducción resultante de ello de la longitud de línea se reduce de nuevo la inductancia de dispersión del transformador 12 de gran amperaje típica del sistema, por lo que el transformador 12 de gran amperaje puede funcionar con frecuencias de conmutación más altas, por ejemplo 10 kHz. Las frecuencias de conmutación más elevadas con respecto a transformadores de gran amperaje convencionales provocan de nuevo una disminución del tamaño de construcción y del peso del transformador 12 de gran amperaje, y por tanto de las posibilidades de montaje ventajosas. Por tanto, el trasformador 12 de gran amperaje puede posicionarse por ejemplo muy cerca de los electrodos 7 de un dispositivo 1 de soldadura por resistencia. Por tanto también la carga de soporte del robot de soldadura puede reducirse debido al peso reducido del transformador 12 de gran amperaje, de manera que puede ser suficiente un robot de soldadura pequeño más barato.Figure 4 shows a schematic block diagram of the current source 10 to facilitate a direct current, in particular of a welding current. In this preferred embodiment variant of the current source 10, ten primary windings 13 of the high amperage transformer 12 and ten secondary windings 14 of the large amperage transformer 12 are switched in parallel with central bypass. By such an embodiment of the high amperage transformer 12, the correspondingly high transmission ratio to achieve a correspondingly high secondary current can also be achieved in the case of reduced turns of primary windings 13 and reduced turns of windings. Secondary 14. For example, with ten primary windings 13 and also ten secondary windings 14, a transmission ratio of 100 can be achieved. The primary current crosses the primary windings 13 in series switching of the high amperage transformer 12, while the secondary current relatively High is distributed in the ten secondary windings 14 switched in parallel. The partial currents on the secondary side are fed to the corresponding switching elements 24 of the synchronous rectifier 16. A distribution of this type occurs, despite the reduced turns on the primary and secondary sides, a correspondingly high transmission ratio. (in this case 100). By means of this construction, unlike the usual large amperage transformers, smaller numbers of turns are necessary on the primary side, whereby the length of the primary winding 13 can be reduced, and therefore the ohmic losses can be reduced. By means of the reduced number of turns of the primary winding 13 and therefore a resulting reduction in the line length, the dispersion inductance of the high-amperage transformer 12 typical of the system is again reduced, whereby the high-amperage transformer 12 It can operate with higher switching frequencies, for example 10 kHz. The higher switching frequencies with respect to conventional high-amperage transformers once again cause a decrease in the construction size and the weight of the high-amperage transformer 12, and therefore of the advantageous mounting possibilities. Therefore, the high amperage transformer 12 can be positioned, for example, very close to the electrodes 7 of a resistance welding device 1. Therefore, the support load of the welding robot can also be reduced due to the reduced weight of the high amperage transformer 12, so that a cheaper small welding robot may be sufficient.

Los transformadores convencionales, en los que no se realiza ninguna conmutación en serie/en paralelo del arrollamiento primarios y secundarios, requerirían de manera correspondiente más espiras primarias, lo que tendría como consecuencia longitudes de cable en el lado primario sustancialmente más largas. Debido a la longitud de cable mayor aumentan por un lado las pérdidas óhmicas, y por otro lado da como resultado una inductancia de dispersión más elevada, por lo que las frecuencias con las que el transformador del estado de la técnica puede funcionar están limitadas en algunos kHz.Conventional transformers, in which no series / parallel switching of the primary and secondary winding is performed, would correspondingly require more primary turns, which would result in substantially longer cable lengths on the primary side. Due to the longer cable length, ohmic losses increase on the one hand, and on the other hand it results in a higher dispersion inductance, so the frequencies with which the state of the art transformer can operate are limited in some kHz

En oposición a ello, en la construcción del transformador 12 de gran amperaje descrita en este caso, las pérdidas óhmicas y la inductancia de dispersión de los arrollamientos primarios 13 y arrollamientos secundarios 14 condicionada por el sistema son reducidas, por lo que pueden emplearse frecuencias en la gama de 10 kHz y superiores. Por ello a su vez puede alcanzarse un tamaño de construcción sustancialmente más pequeño del transformador 12 de gran amperaje. El tamaño de construcción más pequeño del transformador 12 de gran amperaje o bien de la fuente 10’ de corriente posibilita a su vez disponer esta o aquella más cerca del lugar donde se necesita la corriente generada, por ejemplo sobre los brazos 5 de pinzas de un dispositivo 1 de soldadura por resistencia.In contrast to this, in the construction of the high amperage transformer 12 described in this case, the ohmic losses and the dispersion inductance of the primary windings 13 and secondary windings 14 conditioned by the system are reduced, so frequencies can be used in the range of 10 kHz and higher. Therefore, a substantially smaller construction size of the high amperage transformer 12 can be achieved. The smallest construction size of the high amperage transformer 12 or of the current source 10 'makes it possible in turn to arrange this or that closer to the place where the generated current is needed, for example on the pin arms 5 of a resistance welding device 1.

Mediante la conmutación en paralelo de los arrollamientos secundarios 14 del transformador 12 de gran amperaje, la corriente resultante, alta secundaria se divide en varias corrientes parciales. Estas corrientes parciales se transmiten a elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16, tal como se representa esquemáticamente. Para activar los elementos 24 de conmutación está previsto un circuito 17 de excitación que está marcado en la zona del arrollamiento primario 13 y el arrollamiento secundario 14, estando dispuestos tanto el rectificador síncrono 16 como también el circuito 17 de excitación con sistema de sensores respectivo dentro del cubo, es decir dentro del transformador 12 de gran amperaje. El rectificador síncrono 16 y el circuito 17 de excitación están configurados yBy the parallel switching of the secondary windings 14 of the high amperage transformer 12, the resulting, high secondary current is divided into several partial currents. These partial currents are transmitted to switching elements 24 of the synchronous rectifier 16, as schematically represented. To activate the switching elements 24, an excitation circuit 17 is provided which is marked in the area of the primary winding 13 and the secondary winding 14, both the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17 with respective sensor system being arranged inside. of the cube, that is inside the transformer 12 of great amperage. The synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17 are configured and

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dimensionados en este caso de tal manera que estos realizan la regulación y control de la fuente 10 de corriente autárquicamente, es decir sin Influencia externa. Por lo tanto el cubo no presenta preferentemente ninguna línea de control para el enganche desde fuera, sino solamente conexiones o bien contactos para el suministro y conexiones o bien contactos para el suministro primario, y conexiones o bien contactos para el suministro de la energía generada en el lado secundarlo, en particular de la corriente continua secundarla alta.dimensioned in this case in such a way that these carry out the regulation and control of the current source 10 autarchically, that is to say without external influence. Therefore, the hub preferably has no control line for engagement from outside, but only connections or contacts for the supply and connections or contacts for the primary supply, and connections or contacts for the supply of the energy generated in the secondary side, in particular of the direct current, secondary high.

Sin embargo es posible que una conexión correspondiente del circuito 17 de excitación se conduzca hacia afuera, para poder especificar al circuito 17 de excitación valores teóricos. Mediante ajustes externos la fuente 10 de corriente puede adaptarse de manera óptima al campo de empleo. Sin embargo, tal como se conoce por el estado de la técnica, pueden emplearse sistemas para la modificación o transmisión de datos, que trabajan de manera inalámbrica, preferentemente inductiva, magnética o por Bluetooth, de manera que no debe conducirse hacia afuera ninguna conexión de control.However, it is possible that a corresponding connection of the excitation circuit 17 is conducted outwardly, in order to be able to specify to the excitation circuit 17 theoretical values. By means of external adjustments, the current source 10 can be optimally adapted to the field of use. However, as is known from the state of the art, systems for modifying or transmitting data, which work wirelessly, preferably inductively, magnetically or via Bluetooth, can be used, so that no connection of any type control.

El control y/o regulación de la fuente 10 de corriente se realiza mediante un sistema de sensores integrado. Mediante la medición de las corrientes secundarias de un arrollamiento secundario 14 con ayuda de transformadores 18 de corriente correspondientes, el circuito 17 de excitación recibe la información de en qué momentos deben conmutarse los elementos 14 de conmutación del rectificador síncrono 16. Debido a que los transformadores 18 de corriente solamente miden una fracción, en este caso una décima parte de la corriente secundaria del transformador 12 de gran amperaje, pueden realizarse más pequeños, lo que repercute de manera positiva de nuevo en el tamaño de construcción de la fuente 10 de corriente.The control and / or regulation of the current source 10 is carried out by means of an integrated sensor system. By measuring the secondary currents of a secondary winding 14 with the aid of corresponding current transformers 18, the excitation circuit 17 receives the information on when the switching elements 14 of the synchronous rectifier 16 must be switched. Because the transformers Current 18 only measures a fraction, in this case a tenth of the secondary current of the high-amperage transformer 12, can be made smaller, which positively impacts again on the construction size of the current source 10.

Para la reducción de las pérdidas de paso y pérdidas por conmutación, los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 se conmutan en la medida de lo posible en el paso por cero de las corrientes secundarias a través de arrollamientos secundarios 14 del transformador 12 de gran amperaje. Dado que por el registro del paso por cero de la corriente secundaria a través de los transformadores 18 de corriente hasta una activación de los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 se llega a ciertos retrasos, el circuito 17 de excitación está configurado de acuerdo con la invención para conmutar los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 en un momento ajustado previamente antes de alcanzar el paso por cero de la corriente en el arrollamiento secundario 14. El circuito 17 de excitación provoca por tanto la conmutación de los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 en un momento en el que las corrientes medidas mediante los transformadores 18 de corriente en el arrollamiento secundario 14 del transformador 12 de gran amperaje no alcanzan o bien superan un umbral de conexión y desconexión determinado. Mediante estas medidas puede alcanzarse que los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 se conmuten sustancialmente durante el paso por cero de las corrientes a través del arrollamiento secundario 14 del transformador 12 de gran amperaje, por lo que las pérdidas de paso y pérdidas por conmutación pueden minimizarse (véase también la figura 16).For the reduction of step losses and switching losses, the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 are switched as far as possible in the zero crossing of the secondary currents through secondary windings 14 of the large transformer 12 amperage. Since by registering the zero crossing of the secondary current through the current transformers 18 until an activation of the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 certain delays is reached, the excitation circuit 17 is configured in accordance with the invention for switching the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 at a previously set time before reaching the zero crossing of the current in the secondary winding 14. The excitation circuit 17 therefore causes the switching of the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 at a time when the currents measured by the current transformers 18 in the secondary winding 14 of the high amperage transformer 12 do not reach or exceed a certain connection and disconnection threshold. Through these measures it can be achieved that the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 are substantially switched during the zero crossing of the currents through the secondary winding 14 of the high amperage transformer 12, whereby the step losses and switching losses can be minimized (see also figure 16).

Para un arrollamiento primario 13 y arrollamiento secundario 14, en la figura 4 está marcado también el circuito 48 de suministro para el suministro del rectificador síncrono 16 y del circuito 17 de excitación con energía eléctrica. También este circuito 48 de suministro está integrado preferentemente en la fuente 10 de corriente, es decir en el cubo. Dado que el suministro del rectificador síncrono 16 y del circuito 17 de excitación de la fuente 10 de corriente con energía eléctrica suficiente debe garantizarse en el momento deseado del suministro de la corriente continua, por ejemplo de la corriente de soldadura, es necesaria una activación suficientemente rápida del circuito 48 de suministro (véase figura 15), o bien esta está diseñada de tal manera que en la activación de la fuente 10 de corriente se proporciona lo más rápido posible una tensión de suministro suficientemente alta, y a continuación se suministra la potencia necesaria o bien la corriente necesaria.For a primary winding 13 and secondary winding 14, in figure 4 the supply circuit 48 for the supply of the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17 with electric power is also marked. Also this supply circuit 48 is preferably integrated in the current source 10, ie in the hub. Since the supply of the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17 of the current source 10 with sufficient electrical power must be guaranteed at the desired moment of the supply of the direct current, for example of the welding current, sufficient activation is necessary of the supply circuit 48 (see figure 15), or it is designed in such a way that in the activation of the current source 10 a sufficiently high supply voltage is provided as quickly as possible, and then the necessary power is supplied or the necessary current.

La figura 5 muestra la forma de realización de la fuente 10 de corriente de acuerdo con la figura 3 en representación ampliada. La fuente 10 de corriente para facilitar una corriente continua, por ejemplo corriente de soldadura presenta sustancialmente la forma de un cubo o bien de un paralelepípedo, representando las superficies laterales del cubo o bien del paralelepípedo los contactos 20, 21, 22, 23 a través de los cuales puede transmitirse la corriente continua generada para el consumidor correspondiente, por ejemplo los brazos 5 de pinzas o bien electrodos 7 de un dispositivo 1 de soldadura por resistencia. Todos los componentes de la fuente 10 de corriente, es decir el transformador 12 de corriente alta, el rectificador síncrono 16, el circuito 17 de excitación, el transformador 18 de corriente, el circuito 48 de suministro etc. están contenidos, o bien integrados en este elemento en forma de cubo o bien en forma de paralelepípedo de la fuente 10 de corriente. Mediante este modo de construcción compacto las pérdidas de la fuente 10 de corriente pueden mantenerse especialmente reducidas y por tanto aumentar notablemente su rendimiento, dado que se alcanza un acortamiento óptimo de la líneas y por tanto de los tiempos de conmutación con la integración de los componentes electrónicos, en particular de las placas de circuitos impresos con el rectificador síncrono 16, el circuito 17 de excitación y el circuito 48 de suministro en el cubo. Mediante la integración del rectificador síncrono 16 y el circuito 17 de excitación, así como de los circuitos 48 de suministro de la fuente 10 de corriente en el transformador 12 de gran amperaje, así como la conmutación en paralelo de varios elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16, y la unión sin líneas de los elementos 24 de conmutación con los arrollamientos secundarios 14 del transformador 12 de gran amperaje no son necesarias líneas entre el rectificador síncrono 16 y el lado secundario 14 del transformador 12 de gran amperaje, por lo que las pérdidas óhmicas ocasionales y pérdidas adicionales se omiten mediante líneas de este tipo. La pieza 19 de potencia para el suministro del transformador 12 de gran amperaje se posiciona lo más cerca posible de este, para alcanzar en la medida de lo posible líneas de conexión cortas y por tanto pérdidas de potencia e inductancias de línea. Mediante laFigure 5 shows the embodiment of the current source 10 according to Figure 3 in enlarged representation. The current source 10 for facilitating a direct current, for example welding current has substantially the shape of a cube or a parallelepiped, the lateral surfaces of the cube or the parallelepiped representing the contacts 20, 21, 22, 23 through of which the direct current generated for the corresponding consumer can be transmitted, for example the arms 5 of clamps or electrodes 7 of a resistance welding device 1. All components of the current source 10, ie the high current transformer 12, the synchronous rectifier 16, the excitation circuit 17, the current transformer 18, the supply circuit 48 etc. they are contained, either integrated in this element in the form of a cube or in the form of a parallelepiped of the current source 10. By means of this compact construction mode, the losses of the current source 10 can be kept particularly reduced and therefore significantly increase its performance, since an optimal shortening of the lines and therefore of the switching times with the integration of the components is achieved. electronics, in particular of the printed circuit boards with the synchronous rectifier 16, the excitation circuit 17 and the supply circuit 48 in the hub. By integrating the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17, as well as the supply circuits 48 of the current source 10 into the high amperage transformer 12, as well as the parallel switching of several rectifier switching elements 24 synchronous 16, and the lineless connection of the switching elements 24 with the secondary windings 14 of the high amperage transformer 12, lines between the synchronous rectifier 16 and the secondary side 14 of the high amperage transformer 12 are not necessary, whereby Occasional ohmic losses and additional losses are omitted by lines of this type. The power part 19 for the supply of the high amperage transformer 12 is positioned as close as possible to it, to reach as far as possible short connection lines and therefore power losses and line inductances. By means of the

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integración de todos los componentes se forma una unidad autárquica que debe unirse en el lado de entrada únicamente con la pieza 19 de potencia, y en el lado de salida, en el caso de un dispositivo 1 de soldadura por resistencia, con los brazos 5 de pinza o bien electrodos 7. Las líneas adicionales entre los circuitos Individuales de la fuente 10 de corriente pueden omitirse o al menos reducirse notablemente en su longitud.Integration of all the components forms an autarkic unit that must be joined on the input side only with the power piece 19, and on the output side, in the case of a resistance welding device 1, with the arms 5 of clamp or electrodes 7. The additional lines between the individual circuits of the current source 10 can be omitted or at least significantly reduced in length.

La base del transformador 12 de gran amperaje de la fuente 10 de corriente forma un elemento de transformador en forma de un soporte 25 en I de material eléctricamente conductor, en particular cobre o una aleación de cobre, en cualquier caso con un recubrimiento, por ejemplo de plata. En las entalladuras 25a del soporte 25 en I se disponen a ambos lados los núcleos magnéticos 15 con los arrollamientos secundarios 14 del transformador 12 de gran amperaje. En este caso es espacialmente ventajoso si los núcleos magnéticos 15 no presentan sección transversal redonda, sino ovalada o bien plana. En el ejemplo de realización representado, en cada entalladura 25a del soporte 25 en I están dispuestos en cada caso cinco núcleos magnéticos 15 con los arrollamientos secundarios 14 respectivos en paralelo. El arrollamiento primario 13 o bien los arrollamientos primarios 13 (líneas de trazos y puntos interconectados en serie discurren a través de los núcleos magnéticos 15 dispuestos en las entalladuras 25a del soporte 25 en I y alrededor del puente central del soporte 25 en I. A través de este curso del arrollamiento primario 13 a través de los núcleos magnéticos 15 dispuestos en particular de manera simétrica en las dos entalladuras 25a del soporte 25 en I puede alcanzarse un acoplamiento magnético óptimo con respecto a los arrollamientos secundarios 14. Las conexiones 26 del arrollamiento primario 13 se conducen hacia afuera a través de al menos una abertura 27 en una superficie exterior 28 del soporte 25 en I. A través de estas conexiones 26 el arrollamiento primario 13 del transformador 12 de gran amperaje puede unirse con la pieza 19 de potencia correspondiente. La superficie exterior 28 del soporte 25 en I forma los dos primeros contactos 20, 21 de la fuente 10 de corriente, que por ejemplo, se unen con uno de los electrodos 7 del dispositivo 1 de soldadura por resistencia.The base of the high amperage transformer 12 of the current source 10 forms a transformer element in the form of an I-support 25 of electrically conductive material, in particular copper or a copper alloy, in any case with a coating, for example silver. In the notches 25a of the support 25 in I, the magnetic cores 15 are arranged on both sides with the secondary windings 14 of the high amperage transformer 12. In this case it is spatially advantageous if the magnetic cores 15 do not have a round cross-section, but an oval or flat one. In the exemplary embodiment shown, in each case 25a of the support 25 in I five magnetic cores 15 are arranged in each case with the respective secondary windings 14 in parallel. The primary winding 13 or the primary windings 13 (dashed lines and interconnected dots in series run through the magnetic cores 15 arranged in the recesses 25a of the support 25 in I and around the central bridge of the support 25 in I. Through from this course of the primary winding 13 through the magnetic cores 15 arranged in particular symmetrically in the two notches 25a of the support 25 in I an optimal magnetic coupling with respect to the secondary windings 14 can be achieved. The connections 26 of the primary winding 13 are driven outwardly through at least one opening 27 in an outer surface 28 of the 25 in I support. Through these connections 26 the primary winding 13 of the high amperage transformer 12 can be joined with the corresponding power part 19. The outer surface 28 of the support 25 in I forms the first two contacts 20, 21 of the source 10 of the entity, for example, they are joined with one of the electrodes 7 of the resistance welding device 1.

Por encima de las entalladuras 25a del soporte 25 en I se encuentran placas 29 de contacto cuyas superficies exteriores forman los dos contactos 22, 23 adicionales de la fuente 10 de corriente y están aisladas frente al soporte 25 en I. Las placas 29 de contacto están formadas Igualmente de material eléctricamente conductor, por ejemplo cobre o una aleación de obre, en cualquier caso con un revestimiento, por ejemplo de plata. El cobre o las aleaciones de cobre presentan propiedades eléctricas óptimas y muestran buena conductibilidad térmica por lo que las pérdidas térmicas que aparecen pueden expulsarse de manera más rápida. El revestimiento de plata impide una oxidación del cobre o bien de la aleación de cobre. En lugar de cobre o aleaciones de cobre se consideran también aluminio o aleaciones de aluminio, que presentan frente al cobre una ventaja de peso, aunque la resistencia a la corrosión no es tan alta. En lugar de un revestimiento de plata también es posible un revestimiento de estaño y otros materiales, o sus uniones o bien capas. Entre las placas 29 de contacto y las conexiones correspondientes de los arrollamientos secundarlos 14 del transformador 12 de gran amperaje están dispuestas las placas 35 de circuitos impresos del rectificador síncrono 16 y del circuito 17 de excitación. Estas placas 35 de circuitos impresos o bien tableros de circuitos impresos están montados o bien soldados directamente sobre las placas 29 de contacto y se fijan a continuación aislados en el soporte 25 en I. Mediante este modo de construcción, las conexiones secundarias del transformador 12 de gran amperaje se unen o bien se contactan directamente con los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 sin que tengan que tenderse líneas. Las salidas del rectificador síncrono 16 están unidas preferentemente también directamente con las placas 29 de contacto, por lo que no se necesita ninguna línea. Las placas 29 de contacto se unen con el soporte 25 en I, preferentemente se atornillan (no representado). Sobre las superficies exteriores 28 del soporte 25 en I, así como las superficies exteriores de las placas 29 de contacto pueden estar dispuestos dispositivos 30 de unión, por ejemplo perforaciones con roscas correspondientes para alojar tornillos. Mediante estos dispositivos 30 de unión pueden fijarse por ejemplo las líneas a los brazos 5 de pinza de un dispositivo 1 de soldadura por resistencia, u otros aparatos que van a suministrarse con la corriente continua, o puede fijarse un brazo 5 de pinzas directamente en el soporte 25 en I o sobre las placas 29 de contacto.Above the notches 25a of the support 25 in I are contact plates 29 whose outer surfaces form the two additional contacts 22, 23 of the current source 10 and are insulated against the support 25 in I. The contact plates 29 are Likewise formed of electrically conductive material, for example copper or an alloy of lock, in any case with a coating, for example of silver. Copper or copper alloys have optimal electrical properties and show good thermal conductivity so that the thermal losses that appear can be expelled more quickly. The silver coating prevents oxidation of copper or copper alloy. Instead of copper or copper alloys, aluminum or aluminum alloys are also considered, which have a weight advantage over copper, although the corrosion resistance is not so high. Instead of a silver coating, a tin and other materials coating, or their joints or layers, is also possible. Between the contact plates 29 and the corresponding connections of the secondary windings 14 of the high amperage transformer 12 are the printed circuit boards 35 of the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17. These printed circuit boards 35 or printed circuit boards are mounted or welded directly on the contact plates 29 and are then fixed isolated on the support 25 in I. By this construction mode, the secondary connections of the transformer 12 of large amperage are joined or they are directly contacted with the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 without lines having to be laid. The outputs of the synchronous rectifier 16 are preferably also directly connected to the contact plates 29, so no line is needed. The contact plates 29 are joined with the support 25 in I, preferably screwed (not shown). On the outer surfaces 28 of the support 25 in I, as well as the outer surfaces of the contact plates 29, connection devices 30 can be arranged, for example perforations with corresponding threads to accommodate screws. By means of these connecting devices 30, for example, the lines can be fixed to the clamp arms 5 of a resistance welding device 1, or other devices to be supplied with direct current, or a clamp arm 5 can be fixed directly on the support 25 in I or on contact plates 29.

En el lado superior y el lado inferior de la fuente 10 de corriente en forma de cubo, o bien en forma de paralelepípedo, pueden estar dispuestas placas 31 de cubierta y estar unidas con el soporte 25 en I y las placas 29 de contacto, por ejemplo estar atornilladas (véase la figura 6). Preferentemente, las placas 31 de cubierta están formadas igualmente de material eléctricamente conductor, y atornilladas con las placas 29 de contacto, por lo que resulta una unidad estable del transformador 12 de gran amperaje así como a través de las placas 31 de cubierta se produce también una unión eléctrica entre las placas 29 de contacto. Con ello se alcanza que a través de la placa 31 de cubierta puede tener lugar una compensación de carga y por tanto no puede llegarse a ninguna carga asimétrica del transformador 12 de gran amperaje. Por ello puede suprimirse una línea eléctrica separada que uniría eléctricamente entre sí las dos placas 29 de contacto para producir la compensación de tensión o bien de potencial y evitar asimetrías. A través de las placas 31 de cubierta se produce por tanto la unión eléctrica de las dos placas 29 de contacto de la disposición simétrica del transformador 12 de gran amperaje o bien de la fuente 10 de corriente para facilitar la corriente de soldadura. En este caso, naturalmente debe estar garantizado un aislamiento correspondiente con respecto al soporte 25 en I. Las placas 31 de cubierta, así como el soporte 25 en I y las placas 29 de contacto, están formados preferentemente de cobre o una aleación de cobre, preferentemente con un recubrimiento de plata.On the upper side and the lower side of the cube-shaped current source 10, or in the form of a parallelepiped, cover plates 31 may be arranged and joined with the support 25 in I and the contact plates 29, by example be screwed (see figure 6). Preferably, the cover plates 31 are also formed of electrically conductive material, and screwed with the contact plates 29, whereby a stable unit of the high amperage transformer 12 as well as through the cover plates 31 is also produced an electrical connection between the contact plates 29. In this way, it is achieved that a load compensation can take place through the cover plate 31 and therefore no asymmetric load of the high amperage transformer 12 can be reached. Therefore, a separate power line can be suppressed that would electrically link the two contact plates 29 together to produce voltage or potential compensation and avoid asymmetries. Through the cover plates 31, the electrical connection of the two contact plates 29 of the symmetrical arrangement of the high amperage transformer 12 or of the current source 10 to facilitate welding current is therefore produced. In this case, of course a corresponding insulation must be guaranteed with respect to the support 25 in I. The cover plates 31, as well as the support 25 in I and the contact plates 29, are preferably formed of copper or a copper alloy, preferably with a silver coating.

Sobre una superficie exterior 28 del soporte 25 en I, en particular el primer contacto 20, están dispuestas dos entradas 32 para la admisión de un fluido de refrigeración y una salida 33 para la desviación del fluido de refrigeración, para posibilitar una refrigeración de los componentes de la fuente 10 de corriente. La secciónOn an outer surface 28 of the support 25 in I, in particular the first contact 20, two inlets 32 are arranged for the admission of a cooling fluid and an outlet 33 for the deviation of the cooling fluid, to enable cooling of the components from the current source 10. The section

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transversal de la salida 33 para desviar el fluido de refrigeración presenta la suma de las secciones transversales de todas las entradas 32 para la admisión del fluido de refrigeración. Para un transcurso óptimo del fluido de refrigeración, los canales 39 de refrigeración están dispuestos de manera correspondiente (véase las figuras 9 y 11). Como fluido de refrigeración puede recurrirse a agua o a otro líquido, pero también a un refrigerante gaseoso.of the outlet 33 to deflect the cooling fluid presents the sum of the cross sections of all the inputs 32 for the admission of the cooling fluid. For optimum flow of the cooling fluid, the cooling channels 39 are arranged correspondingly (see Figures 9 and 11). As a cooling fluid, water or another liquid can be used, but also a gaseous refrigerant.

Tal como puede desprenderse de la representación en despiece de la fuente 10 de corriente de acuerdo con la figura 6, los transformadores 18 de corriente para la medición de las corrientes secundarias del transformador 12 de gran amperaje están colocados directamente en los arrollamientos secundarios 14 dispuestos totalmente arriba, es decir, en el primer arrollamiento secundario 14 o bien superior está dispuesto en cada caso, a ambos lados del soporte 25 en I, un transformador 18 de corriente, de tal manera que debido a la corriente inducida, la corriente puede averiguarse a través de este arrollamiento secundario 14. Para evitar una Influencia de las corrientes medidas por el transformador 18 de corriente mediante campos magnéticos extraños, una carcasa 34 de material magnéticamente conductor, por ejemplo ferrlta está dispuesta preferentemente para el blindaje por encima de los transformadores 18 de corriente.As can be seen from the exploded view of the current source 10 according to FIG. 6, the current transformers 18 for measuring the secondary currents of the high amperage transformer 12 are placed directly on the secondary windings 14 fully arranged above, that is, in the first secondary winding 14 or higher, a current transformer 18 is arranged on both sides of the support 25 in I, so that due to the induced current, the current can be determined at through this secondary winding 14. To avoid an influence of the currents measured by the current transformer 18 by foreign magnetic fields, a casing 34 of magnetically conductive material, for example ferrlta is preferably arranged for shielding above the transformers 18 of stream.

Los transformadores 18 de corriente están dispuestos a ambos lados del soporte 25 en I sobre el arrollamiento secundario 14 primero y segundo en cada caso. Debido al flujo de corriente a través de los arrollamientos primarios 13 la corriente sale en un lado del soporte 25 en I, por lo que el arrollamiento secundario 14 superior configura por tanto el primer arrollamiento secundario 14, mientras que en el lado enfrentado ahora la corriente entra en el arrollamiento secundario 14 superior y configura por tanto el segundo arrollamiento secundario. Mediante el empleo de un puente completo se requiere que el flujo de corriente siempre se registre desde el primer y segundo arrollamiento secundario 14 independientemente uno de otro, de manera que, según la dependencia de la corriente, pueden excitarse los elementos 24 de conmutación correspondientes del transformador síncrono 16. Con ello es posible que los elemento 24 de conmutación de los dos lados del soporte 25 en I se exciten casi sincrónicamente por una señal de excitación provocada por el transformador 18 de corriente.The current transformers 18 are arranged on both sides of the support 25 in I on the first and second secondary winding 14 in each case. Due to the flow of current through the primary windings 13 the current flows on one side of the support 25 in I, whereby the upper secondary winding 14 thus configures the first secondary winding 14, while on the side facing the current now it enters the upper secondary winding 14 and thus configures the second secondary winding. The use of a complete bridge requires that the current flow is always recorded from the first and second secondary windings 14 independently of one another, so that, depending on the dependence of the current, the corresponding switching elements 24 of the synchronous transformer 16. It is therefore possible that the switching elements 24 of the two sides of the support 25 in I are almost synchronously excited by an excitation signal caused by the current transformer 18.

Entre las placas 29 de contacto y el soporte 25 en I están dispuestas las placas 35 de circuitos impresos del rectificador síncrono 16 y del circuito 17 de excitación. Las placas 35 de circuitos impresos forman al mismo tiempo el aislamiento necesario entre el soporte en I y las placas 29 de contacto. Los elementos 24 de conmutación correspondientes del rectificador síncrono 16 se empalman directamente con los arrollamientos secundarios 14 del transformador 12 de gran amperaje. Mediante convexidades 36 correspondientes, en particular convexidades en forma de almena, sobre la superficie interior de la placa 29 de contacto y aberturas 37 correspondiente sobre la placa 35 de circuitos impresos por debajo de los elementos 24 de conmutación, puede realizarse un empalme directo de los elementos 24 de conmutación con las placas 29 de contacto. Los elementos 24 de conmutación están formados preferentemente mediante transistores de efecto de campo cuyos ánodos están formados a través de sus carcasas. Las carcasas de los transistores de efecto de campo se unen directamente o bien sin líneas con el al menos un arrollamiento secundario 14 del transformador 12 de gran amperaje, de manera que no son necesarias líneas entre estas unidades. Por ejemplo, se emplean transistores de efecto de campo de silicio o de nitruro de galio. Los transformadores 18 de corriente se unen directamente con la placa 35 de circuitos impresos del rectificador síncrono 16 dispuestas al lado y el circuito 17 de excitación y mediante una línea 38 adecuada con la placa 35 de circuitos impresos enfrentada del rectificador síncrono 16 y el circuito 17 de excitación.Between the contact plates 29 and the support 25 in I are arranged the printed circuit boards 35 of the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17. The printed circuit boards 35 simultaneously form the necessary insulation between the I-holder and the contact plates 29. The corresponding switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 are directly connected with the secondary windings 14 of the high amperage transformer 12. By means of corresponding convexities 36, in particular bevel-shaped convexities, on the inner surface of the corresponding contact plate 29 and openings 37 on the printed circuit board 35 below the switching elements 24, a direct splicing of the switching elements 24 with contact plates 29. The switching elements 24 are preferably formed by field effect transistors whose anodes are formed through their housings. The housings of the field effect transistors are joined directly or without lines with the at least one secondary winding 14 of the high amperage transformer 12, so that lines between these units are not necessary. For example, silicon or gallium nitride field effect transistors are used. The current transformers 18 are connected directly with the printed circuit board 35 of the synchronous rectifier 16 arranged to the side and the excitation circuit 17 and by a suitable line 38 with the printed circuit board 35 facing the synchronous rectifier 16 and circuit 17 of excitement

El ensamblaje de la fuente 10 de corriente de acuerdo con las figuras 5 y 6 se realiza preferentemente con un procedimiento de soldadura indirecta empleando dos temperaturas de soldadura indirecta diferente. En primer lugar, los arrollamientos secundarios 14 se unen con las entalladuras 25a del soporte 25 en I empleando un material de soldadura indirecta, en particular un estaño para soldar que se funde a una primera temperatura de fusión más alta Ts-i, por ejemplo a 260 °C. También las placas 29 de contacto se empalman con las placas 35 de circuitos impresos, empleando un material de soldadura indirecta que se funde a la primera temperatura de fusión más alta TSi, por ejemplo a 260 °C. Después, sobre la placa 35 de circuitos impresos, empleando un material de soldadura indirecta, que se funde a la primera temperatura de fusión Tsi, por ejemplo a 260 °C se montan a su vez los componentes del rectificador síncrono 16 y el circuito 17 de excitación. Mediante el efecto capilar de la placa 35 de circuitos impresos sobre la placa 29 de contacto no se da ningún peligro de una separación de la placa 35 de circuitos impresos de la placa 29 de contacto. Después de estas etapas de trabajo, los contactos en el lado exterior de los arrollamientos secundarios 14, y los contactos sobre las placas 35 de circuitos impresos con material de soldadura indirecta se filtran con una segunda temperatura de fusión Ts2más baja con respecto a la primera temperatura de fusión Tsi, por ejemplo a 180 °C, las placas 29 de contacto se unen con las placas 35 de circuitos impresos con el soporte 25 en I, preferentemente se atornillan, y después se calientan mediante la segunda temperatura de fusión Ts2del material de soldadura indirecta, por ejemplo a 180 °C, de manera que se produce la unión de los arrollamientos secundarios 14 con los elementos 24 de conmutación de los rectificadores síncronos 16. Mediante el empleo de un material de soldadura indirecta con esta segunda temperatura de fusión Ts2 más baja puede garantizarse que las uniones de soldadura indirecta fabricadas con el material de soldadura indirecta con temperatura de fusión Tsi más alta no se fundan, o bien mediante procesos de cristalización no sean de alta impedancia. Finalmente el arrollamiento primario 13 se enhebra a través de los núcleos magnéticos 15 y a continuación se montan los transformadores 18 de corriente y se empalman, y la línea 38 se tiende. Mediante la fijación de las placas 31 de cubierta la fuente 10 de corriente se concluye. Para reducir fuerzas de tracción y de flexión sobre los componentes de la fuente 10 de corriente pueden colarse todas las cavidades antes del montaje de las placas 31 de cubierta. A través de las aberturas previstas para ello (no representadas), por ejemplo en las placas 31 de cubierta, puede realizarse unThe assembly of the current source 10 according to Figures 5 and 6 is preferably carried out with an indirect welding process using two different indirect welding temperatures. First, the secondary windings 14 are joined with the notches 25a of the support 25 in I using an indirect welding material, in particular a soldering tin that melts at a first higher melting temperature Ts-i, for example a 260 ° C Also the contact plates 29 are spliced with the printed circuit boards 35, using an indirect welding material that melts at the first highest melting temperature TSi, for example at 260 ° C. Then, on the printed circuit board 35, using an indirect welding material, which melts at the first melting temperature Tsi, for example at 260 ° C the components of the synchronous rectifier 16 and the circuit 17 of excitement. By means of the capillary effect of the printed circuit board 35 on the contact plate 29 there is no danger of a separation of the printed circuit board 35 from the contact plate 29. After these working stages, the contacts on the outer side of the secondary windings 14, and the contacts on the printed circuit boards 35 with indirect welding material are filtered with a second melting temperature Ts2 lower with respect to the first temperature melting Tsi, for example at 180 ° C, the contact plates 29 are joined with the printed circuit boards 35 with the support 25 in I, preferably screwed, and then heated by the second melting temperature Ts2 of the welding material indirectly, for example at 180 ° C, so that the secondary windings 14 are connected to the switching elements 24 of the synchronous rectifiers 16. By using an indirect welding material with this second melting temperature Ts2 plus low can be guaranteed that the indirect welding joints manufactured with the indirect welding material with melting temperature Tsi m s high not melt, or by crystallization processes are not high impedance. Finally, the primary winding 13 is threaded through the magnetic cores 15 and then the current transformers 18 are mounted and spliced, and the line 38 is laid. By fixing the cover plates 31 the current source 10 is concluded. In order to reduce tensile and flexural forces on the components of the current source 10, all the cavities can be sneaked before mounting the cover plates 31. Through the openings provided for this purpose (not shown), for example in the cover plates 31, a

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colado también después del montaje de las placas 31 de cubierta.casting also after assembly of the cover plates 31.

La figura 7 muestra la fuente 10 de corriente de acuerdo con las figuras 5 y 6 con transcurso indicado de los canales 39 de refrigeración (dibujado con líneas de trazos). De manera correspondiente, los canales 39 de refrigeración de las dos entradas 32 dispuestas simétricamente discurren primeramente hacia las placas 29 de contacto, donde las fuentes de calor más intensas (los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 y los componentes del circuito 17 de excitación) y los componentes más sensibles se enfrían con el fluido de refrigeración frío. Después, los calanes 39 de refrigeración discurren hacia los elementos exteriores del soporte 25 en I y hacia el puente central del soporte 25 en I, donde los arrollamientos del transformador 12 de gran amperaje se enfrían, reuniéndose los dos canales 39 de refrigeración que entran lateralmente en el puente central para formar un único canal 39 de refrigeración. Después, los canales 39 de refrigeración desembocan en la salida 33 común para el fluido de refrigeración. Los canales de refrigeración en las placas 29 de contacto y en el soporte 25 en I se fabrican preferentemente mediante perforaciones 40 correspondientes que terminan en los lugares correspondientes mediante elementos 41 de terminación. Entre el soporte 25 en I y las placas 29 de contacto se disponen elementos 42 de obturación correspondientes para la obturación de los canales 39 de refrigeración, por ejemplo, juntas tóricas (véase la figura 8).Figure 7 shows the current source 10 according to Figures 5 and 6 with indicated course of the cooling channels 39 (drawn with dashed lines). Correspondingly, the cooling channels 39 of the two symmetrically arranged inlets 32 first run towards the contact plates 29, where the most intense heat sources (the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 and the components of the excitation circuit 17 ) and the most sensitive components are cooled with cold cooling fluid. Then, the cooling canes 39 run towards the outer elements of the support 25 in I and towards the central bridge of the support 25 in I, where the windings of the high amperage transformer 12 are cooled, joining the two cooling channels 39 that enter laterally at the central bridge to form a single cooling channel 39. Then, the cooling channels 39 lead to the common outlet 33 for the cooling fluid. The cooling channels in the contact plates 29 and in the support 25 in I are preferably manufactured by corresponding perforations 40 which terminate in the corresponding places by means of termination elements 41. Corresponding sealing elements 42 are arranged between the support 25 in I and the contact plates 29 for sealing the cooling channels 39, for example, o-rings (see Figure 8).

En la figura 8, el soporte 25 en I del transformador 12 de gran amperaje está representado aislado de los otros componentes del transformador 12 de gran amperaje, o bien de la fuente 10 de corriente. En los lugares de desembocadura de los canales 39 de refrigeración están dispuestos los elementos 42 de obturación anteriormente mencionados, por ejemplo en forma de juntas tóricas. Las entalladuras 25a en el soporte 25 en I están configuradas exactamente para el alojamiento del núcleo magnético 15, por lo que se alcanza una construcción muy compacta. Al mismo tiempo, el puente central del soporte 25 en I forma la superficie de contacto para la derivación central de los arrollamientos secundarlos 14 del transformador 12 de gran amperaje. Las derivaciones centrales de los arrollamientos secundarios 14 se unen sin líneas con el puente central del soporte en I 25, por lo que de nuevo pueden suprimirse las líneas correspondientes. Mediante el enlace directo de los arrollamientos secundarlos 14 sobre el soporte 25 en I se alcanza también un aumento esencial de la superficie de conexión, y pueden evitarse por tanto de nuevo pérdidas de paso y pérdidas de potencia.In Fig. 8, the support 25 in I of the high amperage transformer 12 is shown isolated from the other components of the high amperage transformer 12, or from the current source 10. The above-mentioned sealing elements 42 are arranged at the mouths of the cooling channels 39, for example in the form of o-rings. The notches 25a in the support 25 in I are configured exactly for the housing of the magnetic core 15, whereby a very compact construction is achieved. At the same time, the central bridge of the support 25 in I forms the contact surface for the central branch of the secondary windings 14 of the high amperage transformer 12. The central leads of the secondary windings 14 are joined without lines to the central bridge of the support at I 25, whereby the corresponding lines can again be deleted. By means of direct connection of the secondary windings 14 on the support 25 in I, an essential increase in the connecting surface is also achieved, and therefore, loss of passage and power losses can be avoided again.

El soporte 25 en I forma la base del transformador 12 de gran amperaje alrededor de la cual están dispuestos los arrollamientos secundarlos 14, de tal manera que no es necesaria ninguna línea de unión. Las superficies exteriores del soporte 25 en I representan los dos primeros contactos 20, 21 de la fuente 10 de corriente, que directamente, es decir sin líneas se unen con los brazos 5 de pinza del dispositivo 1 de soldadura por resistencia. Una disposición de ahorro de espacio se consigue porque los núcleos magnéticos 15 no están realizados redondos sino ovalados, o bien planos. Preferentemente se emplean núcleos magnéticos 15 cerrados. Mediante esta configuración puede realizarse la conmutación en serie/en paralelo de los arrollamientos primarios 13 y los arrollamientos secundarios 14, a través de la cual la relación de transmisión necesaria del transformador 12 de gran amperaje para la corriente continua alta que va a facilitarse se alcanza con números de espiras reducidos de los arrollamientos primarios 13 y arrollamientos secundarios 14. Una construcción de este tipo merece la pena especialmente si en cada lado del soporte 25 en I se disponen al menos tres arrollamientos secundarios 14 conmutados en paralelo.The support 25 in I forms the base of the high amperage transformer 12 around which the secondary windings 14 are arranged, such that no connecting line is necessary. The outer surfaces of the support 25 in I represent the first two contacts 20, 21 of the current source 10, which directly, that is to say without lines, join with the clamp arms 5 of the resistance welding device 1. A space-saving arrangement is achieved because the magnetic cores 15 are not made round but oval, or flat. Preferably, closed magnetic cores are used. Through this configuration, the serial / parallel switching of the primary windings 13 and the secondary windings 14 can be performed, through which the necessary transmission ratio of the high amperage transformer 12 for the high direct current to be provided is reached. with reduced numbers of turns of the primary windings 13 and secondary windings 14. Such a construction is especially worthwhile if at least three secondary windings 14 are arranged in parallel on each side of the support 25 in I.

La figura 9 muestra la imagen seccionada a través del soporte 25 en I de la figura 8 a lo largo de la línea de corte IX- IX. De ello puede verse claramente el curso de los canales 39 de refrigeración para la salida 33 común para el fluido de refrigeración.Figure 9 shows the image sectioned through the support 25 in I of Figure 8 along the line IX-IX. From this the course of the cooling channels 39 for the common outlet 33 for the cooling fluid can be clearly seen.

La figura 10 muestra una placa 29 de contacto del transformador 12 de gran amperaje, o bien de la fuente 10 de corriente así como la placa 35 de circuitos Impresos para el rectificador síncrono 16 y el circuito 17 de excitación en representación ampliada. Tal como ya se mencionó anteriormente, los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 se empalman en uno de los lados directamente con los arrollamientos secundarios 14 correspondientes del transformador 12 de gran amperaje, y en el otro lado directamente se une con la placa 29 de contacto. Para este fin, sobre la superficie interior de la placa 29 de contacto están dispuestas convexidades 36, en particular convexidades en forma de almena que sobresalen en aberturas 37 correspondientes sobre la placa 35 de circuitos impresos y allí se empalman, directamente o bien sin líneas, los cátodos de los elementos 24 de conmutación dispuestos por encima de las aberturas 37. Mediante las convexidades 36 puede renunciarse a líneas de enlace entre los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 y las placas 29 de contacto, por lo que por un lado pueden reducirse las pérdidas óhmlcas, y por otro lado puede mejorarse la transición térmica entre los elementos 24 de conmutación y las placas 29 de contacto. Finalmente también se reduce el gasto de fabricación, dado que no tiene que tenderse ninguna línea de enlace ni conectarse, sino que los elementos 24 de conmutación se unen directamente con las convexidades 36, preferentemente se sueldan con estaño. También con ello puede posibilitarse un poslcionamiento sencillo de la placa 35 de circuitos Impresos y por tanto la fabricación puede simplificarse sustanclalmente.Figure 10 shows a contact plate 29 of the high amperage transformer 12, or of the current source 10 as well as the printed circuit board 35 for the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17 in enlarged representation. As already mentioned above, the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 are connected on one of the sides directly with the corresponding secondary windings 14 of the high amperage transformer 12, and on the other side it is directly connected with the plate 29 of Contact. For this purpose, convexities 36 are arranged on the inner surface of the contact plate 29, in particular bevel-shaped convexes protruding in corresponding openings 37 on the printed circuit board 35 and there they are spliced, directly or without lines, the cathodes of the switching elements 24 arranged above the openings 37. By means of the convexities 36, connection lines between the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 and the contact plates 29 can be waived, whereby on the one hand they can the ohmic losses are reduced, and on the other hand the thermal transition between the switching elements 24 and the contact plates 29 can be improved. Finally, the manufacturing cost is also reduced, since no link line has to be laid or connected, but the switching elements 24 join directly with the convexities 36, preferably they are welded with tin. Also with this, a simple positioning of the Printed circuit board 35 can be made possible and therefore manufacturing can be substantially simplified.

Mediante la disposición del circuito 17 de excitación y del rectificador síncrono 16 sobre la placa 35 de circuitos impresos que se dispone en el lado interior de la placa 29 de contacto puede conseguirse el empalme directo o bien sin líneas de las conexiones de los arrollamientos secundarios 14 con los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16, y también un empalme directo o bien sin líneas de las salidas del rectificador síncrono 16 con la placa 29 de contacto. Preferentemente, el transformador 12 de gran amperaje, o bien la fuente 10 de corrienteBy means of the arrangement of the excitation circuit 17 and the synchronous rectifier 16 on the printed circuit board 35 which is arranged on the inner side of the contact plate 29, the direct connection can be achieved or without lines of the connections of the secondary windings 14 with the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16, and also a direct connection or without lines of the outputs of the synchronous rectifier 16 with the contact plate 29. Preferably, the high amperage transformer 12, or the current source 10

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está construida simétricamente para facilitar la corriente continua, estando dispuesta a ambos lados de los arrollamientos secundarios 14 dispuestos simétricamente en cada caso una placa 35 de circuitos impresos con una pieza del rectificador síncrono 16 y del circuito 17 de excitación por debajo de una placa 29 de contacto en cada caso.it is constructed symmetrically to facilitate direct current, with both sides of the secondary windings 14 arranged symmetrically arranged in each case a printed circuit board 35 with a part of the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17 below a plate 29 of Contact in each case.

En el rectificador síncrono 16 de acuerdo con la figura 10, están dispuestos en cada caso diez elementos 24 de conmutación en una fila. Para garantizar que todos los elementos 24 de conmutación conmutados en paralelo se exciten sustancialmente al mismo tiempo y que las pérdidas de tiempo de ejecución repercutan solamente poco, se realiza una excitación simétrica de los elementos 25 de conmutación por ambos lados, es decir, mediante controladores de compuerta dispuestos a ambos lados se excitan en cada caso preferentemente cinco elementos 24 de excitación de derecha a izquierda. También pueden disponerse otras variantes de excitación, como por ejemplo un controlador de compuerta que discurre adicionalmente de manera central, por lo que las longitudes de línea y sus inductancias se dividen en tres partes. Mediante una excitación paralela de este tipo de las compuertas de los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 se garantizan trayectos de excitación cortos, y por tanto tiempos de conmutación aproximadamente síncronos de los elementos 24 de conmutación, dado que no aparecen, o apenas aparecen pérdidas de tiempo de ejecución. En el montaje de la placa 35 de circuitos impresos, sobre la placa 29 de contacto, las convexidades 36 de la placa 29 de contacto sobresalen a través de las aberturas 37 en la placa 35 de circuitos impresos, por lo que al mismo tiempo el lado posterior de la placa 35 de circuitos impresos puede unirse o bien soldarse con estaño con la placa 29 de contacto, y adicionalmente pueden unirse o bien soldarse, elementos 24 de conmutación dispuestos en el lado enfrentado también con la placa 29 de contacto. Por tanto el gasto de cableado habitual alto puede suprimirse. También con ello es posible un sencillo posicionamiento de la placa 35 de circuitos impresos sobre la placa 29 de contacto, y esta ya no puede resbalar durante la soldadura con estaño. Si sobre la placa 35 de circuitos impresos, están dispuestos el rectificador síncrono 16, el circuito 17 de excitación y el circuito 18 de suministro puede conseguirse una construcción autárquica en la integración de la placa 35 de circuitos impresos en el transformador 12 de gran amperaje. Es ventajoso adicionalmente si el circuito 17 de excitación está dispuesto a ambos lados de los elementos 24 de conmutación dispuestos en paralelo y en serie, dado que por ello se alcanza un acortamiento de los trayectos de línea hacia los elementos 24 de conmutación individuales. Por ello puede garantizarse que dentro de un lapso de tiempo muy corto se conecten todos los elementos 24 de conmutación conmutados en paralelo. Mediante la disposición del circuito 17 de excitación a ambos lados se alcanza una reducción a la mitad de la longitud de línea y con ello acompañado de una reducción de las Inductancias de línea, y por tanto un acortamiento esencial de los tiempos 24 de conmutación. En un lado de la placa 35 de circuitos Impresos está previsto preferentemente por toda la superficie una superficie que puede soldarse indirectamente para soldarse con estaño con la placa 29 de contacto, por lo que puede alcanzarse una unión segura con la placa 29 de contacto. Por tanto pueden reducirse también las resistencias de paso sustanclalmente, dado que un enlace por toda la superficie de la placa 35 de circuitos impresos presenta una resistencia de paso más reducida. En lugar de la unión directa preferente por soldadura indirecta pueden preverse también cables de unión cortos, los denominados cables de interconexión.In the synchronous rectifier 16 according to Fig. 10, ten switching elements 24 in a row are arranged in each case. To ensure that all switching elements 24 switched in parallel are substantially excited at the same time and that the runtime losses have only a small impact, a symmetrical excitation of the switching elements 25 is performed on both sides, i.e. by controllers of gate arranged on both sides are preferably excited in each case five excitation elements 24 from right to left. Other excitation variants can also be arranged, such as a gate controller that additionally runs centrally, whereby the line lengths and their inductances are divided into three parts. A parallel excitation of this type of the gates of the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 ensures short excitation paths, and therefore approximately synchronous switching times of the switching elements 24, since they do not appear, or barely appear loss of runtime In the assembly of the printed circuit board 35, on the contact plate 29, the convexities 36 of the contact plate 29 protrude through the openings 37 in the printed circuit board 35, so that at the same time the side The back of the printed circuit board 35 can be joined or welded with tin with the contact plate 29, and additionally, switching elements 24 arranged on the opposite side also with the contact plate 29 can be attached or welded. Therefore the usual high wiring expense can be suppressed. Also with this, a simple positioning of the printed circuit board 35 on the contact plate 29 is possible, and it can no longer slip during tin welding. If the synchronous rectifier 16, the excitation circuit 17 and the supply circuit 18 are arranged on the printed circuit board 35, an autarkic construction can be achieved in the integration of the printed circuit board 35 into the high amperage transformer 12. It is additionally advantageous if the excitation circuit 17 is arranged on both sides of the switching elements 24 arranged in parallel and in series, since this shortens the line paths to the individual switching elements 24. Therefore, it can be ensured that all switching elements connected in parallel are connected within a very short period of time. By means of the arrangement of the excitation circuit 17 on both sides, a reduction of the line length is achieved by half and thereby accompanied by a reduction of the Line Inductances, and therefore an essential shortening of the switching times 24. On one side of the Printed circuit board 35, a surface that can be indirectly welded to be welded with tin with the contact plate 29 is preferably provided on the entire surface, whereby a secure connection with the contact plate 29 can be achieved. Therefore, the pass-through resistors can also be reduced substantially, since a link across the entire surface of the printed circuit board 35 has a lower pass-through resistance. Instead of the preferred direct connection by indirect welding, short connection cables, the so-called interconnection cables, can also be provided.

El circuito 48 de suministro está configurado preferentemente para formar corrientes de conmutación debidamente altas, por ejemplo entre 800 A y 1500 A, en particular 1000 A y para el suministro de los componentes con tensión de suministro correspondiente. Debido a la corriente de conmutación muy alta puede garantizarse un tiempo de conmutación muy reducido, en particular en el intervalo de ns. Con ello puede garantizarse que los elementos 24 de conmutación siempre se conmuten hacia el paso por cero, o directamente poco antes del paso por cero, con una corriente de salida reducida, de manera que apenas aparezcan pérdidas de conmutación, o no aparezca ninguna. Si está previsto un circuito de comunicación de datos para la transmisión inalámbrica de datos, preferentemente de manera inductiva, magnética o por Bluetooth pueden transmitirse datos inalámbricamente desde y sobre la placa 35 de circuitos impresos (no representada). Con ello puede realizarse una adaptación de los momentos de conmutación a los diferentes campos de empleo del transformador 12 de gran amperaje. Igualmente, desde una memoria dispuesta en la placa 35 de circuitos impresos (no representada) pueden leerse datos para el procesamiento adicional, o controles, o bien para una supervisión de calidad.The supply circuit 48 is preferably configured to form duly high switching currents, for example between 800 A and 1500 A, in particular 1000 A and for the supply of the components with corresponding supply voltage. Due to the very high switching current a very short switching time can be guaranteed, in particular in the range of ns. With this, it can be ensured that the switching elements 24 always switch to zero crossing, or directly shortly before the zero crossing, with a reduced output current, so that barely any switching losses appear, or none appear. If a data communication circuit is provided for wireless data transmission, preferably inductively, magnetically or via Bluetooth, data can be transmitted wirelessly to and from the printed circuit board 35 (not shown). With this, an adaptation of the switching moments can be made to the different fields of use of the high amperage transformer 12. Likewise, from a memory provided on the printed circuit board 35 (not shown), data can be read for further processing, or controls, or for quality supervision.

Para crear una protección de los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 frente a sobretensiones es ventajoso encender los elementos 24 de conmutación cuando no se necesitan. En el caso de la aplicación en un dispositivo 1 de soldadura por resistencia, el rectificador síncrono 16 activo se activa por tanto en las pausas de soldadura para evitar una destrucción de los elementos 24 de conmutación. Se vigila si una corriente primaria o bien corriente secundaria fluye a través del transformador 12 de gran amperaje, y en el caso de ningún flujo de corriente mientras la pinza portaelectrodos 4 se posiciona de manera correspondiente para un nuevo punto de soldadura, el circuito 17 de excitación activa todos los elementos 24 de conmutación mediante excitación correspondiente de la compuerta. Tras el posicionamiento de la pinza portaelectrodos 4 se activa la fuente 10 de corriente, es decir se inicia una operación de soldadura manual o automática, entonces sobre el arrollamiento primario 13 del transformador 12 de gran amperaje se aplica una tensión alterna, que a su vez se detecta por el circuito 17 de activación debido a un flujo de corriente, y por tanto el modo de protección de los elementos 24 de conmutación se desactiva. Naturalmente, la activación y desactivación de los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 también puede realizarse mediante señales de control que se envían por radio o inductivamente o bien magnéticamente al circuito 17 de excitación. En los elementos 24 de conmutación conectados las posibles sobretensiones no pueden ocasionar ningún daño. También puede preverse una cierta protección mínima de losIn order to create a protection of the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 against overvoltages it is advantageous to switch on the switching elements 24 when they are not needed. In the case of application in a resistance welding device 1, the active synchronous rectifier 16 is therefore activated in the welding pauses to prevent destruction of the switching elements 24. It is monitored whether a primary current or secondary current flows through the high amperage transformer 12, and in the case of no current flow while the electrode holder clamp 4 is positioned correspondingly for a new welding point, circuit 17 excitation activates all switching elements 24 by corresponding excitation of the gate. After positioning of the electrode holder clamp 4, the current source 10 is activated, that is, a manual or automatic welding operation is initiated, then an alternating voltage is applied to the primary winding 13 of the 12 amp transformer 12, which in turn it is detected by the activation circuit 17 due to a current flow, and therefore the protection mode of the switching elements 24 is deactivated. Naturally, the activation and deactivation of the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 can also be carried out by means of control signals that are sent by radio or inductively or magnetically to the excitation circuit 17. In the connected switching elements 24 the possible overvoltages cannot cause any damage. Some minimum protection of the

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elementos 24 de conmutación con ayuda de diodos zener.switching elements 24 with the aid of zener diodes.

La figura 11 muestra una imagen seccionada a través de la placa 29 de contacto de acuerdo con la figura 10 a lo largo de la línea de corte XI-XI. De ahí el curso de los canales 39 de refrigeración puede verse de manera notable. Las aberturas condicionadas por la fabricación en las perforaciones 40 para la formación de los canales 39 de refrigeración se obturan mediante elementos 41 de terminación correspondientes. Los elementos 41 de terminación pueden estar realizados mediante tornillos correspondientes que se enroscan en roscas correspondientes en las perforaciones 40.Figure 11 shows an image sectioned through the contact plate 29 according to Figure 10 along the cutting line XI-XI. Hence the course of the cooling channels 39 can be seen remarkably. The openings conditioned by the manufacturing in the perforations 40 for the formation of the cooling channels 39 are sealed by corresponding termination elements 41. The termination elements 41 may be made by corresponding screws that are screwed into corresponding threads in the perforations 40.

La figura 12 muestra un núcleo magnético 15 con dos arrollamientos secundarlos 14 del transformador 12 de gran amperaje dispuestos encima junto con el transformador 18 de corriente dispuesto encima, que se representó en una representación en despiece. El transformador 18 de corriente se protege con la carcasa 34 de blindaje y un blindaje 43 ante campos magnéticos extraños, de manera que la corriente secundaria puede medirse lo más exactamente posible mediante el arrollamiento secundario 14 y puede alimentarse al circuito 17 de excitación para el control de los elementos 24 de excitación del rectificador síncrono 16. Para el blindaje de campos magnéticos son especialmente adecuadas ferritas como materiales. El transformador 18 de corriente se posiciona, o bien se fija, en este caso por una zona parcial de uno de los dos arrollamientos secundarios 14 dispuestos. Tal como se conoce por el estado de la técnica, el transformador 18 de corriente se forma desde un núcleo magnético con bobina dispuesta encima, uniéndose las conexiones de la bobina con el circuito 17 de excitación. Adicionalmente, entre el núcleo magnético 15 y el arrollamiento secundario 14 está dispuesto el blindaje 43 y una chapa del núcleo para el transformador 18 de corriente, colocándose el núcleo del transformador 18 de corriente sobre esta chapa del núcleo.Figure 12 shows a magnetic core 15 with two secondary windings 14 of the high amperage transformer 12 arranged above together with the current transformer 18 arranged above, which is shown in an exploded representation. The current transformer 18 is protected with the shield housing 34 and a shield 43 against foreign magnetic fields, so that the secondary current can be measured as accurately as possible by the secondary winding 14 and can be fed to the excitation circuit 17 for control of the excitation elements 24 of the synchronous rectifier 16. For the shielding of magnetic fields ferrites are especially suitable as materials. The current transformer 18 is positioned, or fixed, in this case by a partial area of one of the two secondary windings 14 arranged. As is known from the state of the art, the current transformer 18 is formed from a magnetic core with coil disposed thereon, the coil connections joining the excitation circuit 17. Additionally, the shield 43 and a core plate for the current transformer 18 are arranged between the magnetic core 15 and the secondary winding 14, the current transformer core 18 being placed on this core plate.

En el caso de esta construcción del transformador 12 de gran amperaje están dispuestos dos arrollamientos secundarios 14 construidos de esta manera a ambos lados del soporte 25 en I, de manera que el circuito 17 de excitación mide el flujo de corriente a través de uno de los dos arrollamientos 14 secundarlos poslclonados y conmutados en los dos lados en paralelo. Si el circuito 17 de excitación está unido con estos transformadores 18 de corriente, se hace posible un control exacto o bien regulación, dado que a través de los transformadores 18 de corriente pueden registrarse los estados en el transformador 12 de gran amperaje.In the case of this construction of the high amperage transformer 12, two secondary windings 14 are constructed in this way on both sides of the support 25 in I, so that the excitation circuit 17 measures the current flow through one of the two secondary windings 14 post-cloned and switched on both sides in parallel. If the excitation circuit 17 is connected to these current transformers 18, an exact control or regulation is possible, since through the current transformers 18 the states can be registered in the high amperage transformer 12.

Debido al circuito en paralelo anteriormente descrito de los arrollamientos secundarlos 14, fluye la misma corriente en cada arrollamiento secundario 14. Por tanto, debe tomarse como parámetro la corriente solo de un arrollamiento secundario 14 para poder deducir de todo el flujo de corriente. En el caso de un circuito en paralelo de diez arrollamientos secundarlos 14 se mide solamente una décima parte de todo el flujo de corriente por los transformadores 18 de corriente, por lo que pueden dlmenslonarse sustancialmente más pequeños. Por ello a su vez se alcanza una reducción del tamaño de construcción del transformador 12 de gran amperaje, o bien de la fuente 10 de corriente. Es ventajoso si los transformadores 18 de corriente están dispuestos orientados sustancialmente 90° hacia la dirección de la corriente continua, en particular la corriente de soldadura, por ello pueden reducirse interferencias a través del campo magnético provocado a través de la corriente continua y por tanto errores en la medición. Por tanto, puede realizase una medición muy precisa.Due to the parallel circuit described above of the secondary windings 14, the same current flows in each secondary winding 14. Therefore, the current of only one secondary winding 14 must be taken as a parameter to be able to deduce from all the current flow. In the case of a parallel circuit of ten secondary windings 14, only one tenth of all current flow is measured by the current transformers 18, so that they can be substantially smaller. Therefore, a reduction in the construction size of the high amperage transformer 12, or of the current source 10, is achieved. It is advantageous if the current transformers 18 are arranged substantially 90 ° oriented towards the direction of the direct current, in particular the welding current, therefore interference through the magnetic field caused by the direct current and therefore errors can be reduced in the measurement. Therefore, a very precise measurement can be made.

Tal como puede extraerse de la representación en despiece de acuerdo con la figura 13, los arrollamientos secundarios 14 del transformador 12 de gran amperaje están formados, preferentemente por dos planchas 44, 45 aisladas una de otra a través de una capa aislante 46, por ejemplo una capa de papel, con un curso acrónico sustancialmente en forma de S alrededor de la sección transversal de un núcleo magnético 15, y a través del núcleo magnético 15 que se disponen una en otra. Sobre un núcleo magnético 15 están dispuestos por tanto dos arrollamientos secundarlos 14, o bien las piezas del arrollamiento secundario 14 con derivación central. Las superficies externas 47 de las chapas 44, 45 de los arrollamientos secundarios 14 forman al mismo tiempo las superficies de contacto para el empalme con los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 y el soporte 25 en I, que actúa como punto central de la rectificación. Por tanto no son necesarias líneas para la unión de los arrollamientos secundarlos 14 del transformador 12 de gran amperaje con los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16. Los arrollamientos secundarlos 14, en particular las chapas 44, 45 que configuran los arrollamientos secundarlos 14 se unen directamente o bien sin líneas con los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 y con el puente central del soporte 25 en I, o bien el punto central de la rectificación. Con ello se alcanza una construcción compacta y que ahorra mucho espacio con poco peso y pocas pérdidas. Al mismo tiempo, para la unión del arrollamiento secundarlo 14 con el puente central del soporte 25 en I y los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 se facilitan superficies 47 relativamente grandes para un empalme para garantizar con las menores pérdidas posibles el elevado flujo de corriente. Mediante esta disposición se realiza en el lado secundarlo un rectificador de punto central en el lado secundario, formando el soporte 25 en I con uno de los extremos unidos de los arrollamientos 14 secundarlos el punto central.As can be extracted from the exploded view according to FIG. 13, the secondary windings 14 of the high amperage transformer 12 are preferably formed by two plates 44, 45 isolated from each other through an insulating layer 46, for example a paper layer, with a substantially S-shaped acronic course around the cross section of a magnetic core 15, and through the magnetic core 15 that are arranged in one another. Two secondary windings 14, or the parts of the secondary winding 14 with central branch, are thus arranged on a magnetic core 15. The external surfaces 47 of the plates 44, 45 of the secondary windings 14 simultaneously form the contact surfaces for the connection with the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 and the support 25 in I, which acts as the central point of the rectification. Therefore, no lines are necessary for the connection of the secondary windings 14 of the high amperage transformer 12 with the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16. The secondary windings 14, in particular the plates 44, 45 that configure the secondary windings 14 are they connect directly or without lines with the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 and with the central bridge of the support 25 in I, or the central point of the rectification. This achieves a compact construction that saves a lot of space with little weight and few losses. At the same time, for the connection of the secondary winding 14 with the central bridge of the support 25 in I and the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 relatively large surfaces 47 are provided for a splice to ensure with the lowest possible losses the high flow of stream. By means of this arrangement, a central point rectifier is made on the secondary side on the secondary side, the support 25 in I forming with one of the joined ends of the windings 14 secondary to the central point.

El núcleo magnético 15 puede formarse de ferritas, materiales amorfos o materias nanocristalinas. Cuanto mejor sean los materiales empleados en cuanto a las propiedades magnéticas, menor puede realizarse el núcleo magnético 15. No obstante, con ello aumenta naturalmente también el precio para el núcleo magnético 15. En esta configuración de las chapas 44, 45 es fundamental que estas se plieguen o bien se doblen, de tal manera que al menos se guíen una vez a través el núcleo magnético 15. Las dos chapas 44, 45 dispuestas sobre un núcleo magnético 15 o bien los arrollamientos secundarios 14 se configuran asincronos y aislados unos de otros.The magnetic core 15 can be formed of ferrites, amorphous materials or nanocrystalline materials. The better the materials used in terms of magnetic properties, the lower the magnetic core 15 can be realized. However, with this the price for the magnetic core 15 naturally increases. In this configuration of the plates 44, 45 it is essential that these they fold or bend, so that at least once they are guided through the magnetic core 15. The two plates 44, 45 arranged on a magnetic core 15 or the secondary windings 14 are configured asynchronous and isolated from each other .

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La figura 14 muestra un diagrama de bloques de un circuito 48 de suministro, en particular de una red de suministro para el suministro del rectificador síncrono 16 y del circuito 17 de excitación con energía eléctrica. El circuito 48 de suministro se une con el lado secundario o bien las conexiones del arrollamiento secundario 14 del transformador 12 de gran amperaje, y contiene un rectificador 49 de valores máximos, un elevador 50 de tensión, un regulador 51 de longitud y un divisor 52 de tensión. El elevador 50 de tensión o bien convertidor boost garantiza que el suministro de los componentes de la fuente 10 de tensión esté disponible lo más rápidamente posible. Al mismo tiempo se genera lo más rápidamente posible la tensión de suministro interna del rectificador síncrono 16 activo. Mediante el empleo del elevador 50 de tensión se garantiza en la fase inicial de la activación que, por un lado, se genere en primer lugar en un momento lo más temprano posible la amplitud necesaria de la tensión de suministro para garantizar un funcionamiento seguro del rectificador síncrono 16 integrado en el transformador 12 de gran amperaje en un momento lo más temprano posible.Figure 14 shows a block diagram of a supply circuit 48, in particular of a supply network for the supply of the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17 with electric power. The supply circuit 48 joins the secondary side or the connections of the secondary winding 14 of the high amperage transformer 12, and contains a rectifier 49 of maximum values, a voltage booster 50, a length regulator 51 and a divider 52 tensile. The voltage booster 50 or boost converter ensures that the supply of the components of the voltage source 10 is available as quickly as possible. At the same time, the internal supply voltage of the active synchronous rectifier 16 is generated as quickly as possible. By using the voltage booster 50, it is guaranteed in the initial phase of the activation that, on the one hand, the necessary amplitude of the supply voltage is first generated as early as possible to ensure safe operation of the rectifier Synchronous 16 integrated in the high amperage transformer 12 at a time as early as possible.

La figura 15 muestra el curso del tiempo de la tensión V de suministro del circuito 48 de suministro de acuerdo con la figura 14. La rampa de la subida de tensión AV/At se selecciona suficientemente empinada para producir la tensión VCC necesaria con un retardo temporal máximo Td en el rectificador síncrono 16 y el circuito 17 de excitación. Por ejemplo el retardo temporal Td debería ascender a <200 ps. Mediante el diseño correspondiente de los circuitos del rectificador 49 de valores máximos y del elevador 50 de tensión y las capacidades debidamente bajas puede alcanzarse una velocidad de ascenso suficiente de la tensión. Por tanto puede decirse en primer lugar la altura mínima de la tensión de suministro se garantiza con una subida empinada, y solo a continuación se establece el suministro correcto.Figure 15 shows the time course of the supply voltage V of the supply circuit 48 according to figure 14. The ramp of the voltage rise AV / At is selected sufficiently steep to produce the necessary VCC voltage with a time delay maximum Td in synchronous rectifier 16 and excitation circuit 17. For example, the time delay Td should be <200 ps. By means of the corresponding design of the circuits of the rectifier 49 of maximum values and of the voltage booster 50 and the duly low capacities, a sufficient rate of rise of the voltage can be achieved. Therefore, the minimum height of the supply voltage can be said in the first place with a steep rise, and only then the correct supply is established.

La figura 16 muestra cursos temporales de la corriente ls secundaria del transformador 12 de gran amperaje y de las señales Gi y G2 de control para los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 para ilustrar la excitación sin pérdidas. Mediante la medición de las corrientes ls secundarias de un arrollamiento secundario 14 con ayuda de transformadores 18 de corriente correspondientes, el circuito 17 de excitación obtiene la información de cuándo deben conmutarse los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16. Para reducir las pérdidas de paso y pérdidas de conmutación, los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 se conmutan en la medida de lo posible en el paso por cero de las corrientes secundarias a través de los arrollamientos secundarios 14 del transformador 12 de gran amperaje. Dado que del registro del paso por cero de la corriente ls secundaria a través de los transformadores 18 de corriente hasta la activación de los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 se llega a ciertos retardos tpre, el circuito 17 de excitación de acuerdo con la invención está configurado para excitar los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 en un momento ajustado previamente antes de alcanzar el paso por cero de la corriente en el arrollamiento secundario 14. El circuito 17 de excitación provoca por tanto la conmutación de los elementos 14 de conmutación del rectificador síncrono 16 en momentos en los que las corrientes ls medidas a través de los transformadores 18 de corriente en el arrollamiento secundario 14 del transformador 12 de gran amperaje no alcanzan, o bien superan, un umbral Ise de conexión y umbral Isa de desconexión determinados. Mediante esta medida puede alcanzarse que los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 se conmuten sustancialmente durante el paso por cero de las corrientes lsa través del arrollamiento secundario 14 del transformador 12 de gran amperaje, por lo que las pérdidas de paso y pérdidas de conmutación de los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 pueden minimizarse. El momento de conexión y de desconexión de los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 se determina por tanto no con el paso por cero de la corriente secundaria, sino al alcanzar el umbral Ise de conexión y umbral Isa de desconexión definidos. El umbral Ise de conexión y umbral Isa de desconexión se define de acuerdo con los retardos de conmutación que van a esperarse. En todo caso, el umbral Ise de conexión y umbral Isa de desconexión pueden estar configurados de manera ajustable para poder reducir las pérdidas aún más. En el caso de un transformador 12 de gran amperaje de 20 kA, por ejemplo el momento de conmutación de 100 ns puede establecerse antes del paso por cero, de manera que los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 deben conmutarse dentro de esta duración.Figure 16 shows temporary courses of the secondary current ls of the high amperage transformer 12 and of the control signals Gi and G2 for the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 to illustrate the lossless excitation. By measuring the secondary currents l of a secondary winding 14 with the aid of corresponding current transformers 18, the excitation circuit 17 obtains the information of when the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 must be switched. To reduce the loss of passage and switching losses, the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 are switched as far as possible at zero crossing of the secondary currents through the secondary windings 14 of the high amperage transformer 12. Since the registration of zero crossing of the secondary current ls through the current transformers 18 until the activation of the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 leads to certain delays tpre, the excitation circuit 17 according to the The invention is configured to drive the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 at a previously set time before reaching the zero crossing of the current in the secondary winding 14. The excitation circuit 17 therefore causes the switching of the elements 14 of switching of the synchronous rectifier 16 at a time when the currents ls measured through the current transformers 18 in the secondary winding 14 of the high amperage transformer 12 do not reach, or exceed, a threshold Ise of connection and threshold Isa of disconnection determined. By this measure it can be achieved that the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 are substantially switched during the zero crossing of the currents ls through the secondary winding 14 of the high amperage transformer 12, whereby the step losses and switching losses of the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 can be minimized. The moment of connection and disconnection of the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 is therefore determined not with the zero crossing of the secondary current, but upon reaching the threshold Ise of connection and threshold Isa defined defined. The threshold Ise of connection and threshold Isa of disconnection is defined according to the switching delays to be expected. In any case, the threshold Ise of connection and threshold Isa of disconnection can be configured in an adjustable way to be able to reduce the losses even more. In the case of a transformer 12 of high amperage of 20 kA, for example the switching time of 100 ns can be established before the zero crossing, so that the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 must be switched within this duration.

Un transformador de gran amperaje convencional del estado de la técnica para un dispositivo de soldadura por resistencia para facilitar una corriente de soldadura de por ejemplo 20 kA presenta pérdidas aproximadamente de 40 a 50 kW. En total para la facilitación de una corriente de soldadura de 20 kA de acuerdo con el estado de la técnica se requiere una potencia de conexión de hasta 150 kW, ascendiendo todas las pérdidas a 135 Ió/V, dando como resultado un rendimiento de aproximadamente 10%. Por el contrario, un transformador 12 de gran amperaje del tipo concreto muestra solo aproximadamente 5 a 6 kW de pérdidas. Las pérdidas de línea pueden descender habitualmente de 30 kW a 20 kW. Por tanto, en el caso de un dispositivo 1 de soldadura por resistencia de acuerdo con la invención, para la generación de una corriente de soldadura de 20 kA, la potencia de conexión puede reducirse a 75 kW, dado que todas las pérdidas solamente ascienden a aproximadamente 60 Ió/V. El rendimiento resultante es por consiguiente con aproximadamente el 20% aproximadamente el doble de alta que en el estado de la técnica. Esta comparación muestra muy claramente el potencial de ahorro posible, en particular en trenes de fabricación en la industria automovilística con una pluralidad de dispositivos de soldadura por resistencia.A conventional state-of-the-art large amperage transformer for a resistance welding device to facilitate a welding current of for example 20 kA exhibits losses of approximately 40 to 50 kW. In total, to facilitate a welding current of 20 kA according to the state of the art, a connection power of up to 150 kW is required, with all losses amounting to 135 I / V, resulting in a yield of approximately 10 %. On the contrary, a transformer 12 of high amperage of the concrete type shows only approximately 5 to 6 kW of losses. Line losses can usually drop from 30 kW to 20 kW. Therefore, in the case of a resistance welding device 1 according to the invention, for the generation of a welding current of 20 kA, the connection power can be reduced to 75 kW, since all losses only amount to approximately 60 Ió / V. The resulting yield is therefore approximately 20% approximately twice as high as in the prior art. This comparison shows very clearly the potential savings possible, particularly in manufacturing trains in the automotive industry with a plurality of resistance welding devices.

Fundamentalmente, la fuente 10 de corriente descrita, o bien el transformador 12 de gran amperaje, está configurada en forma de un cubo o bien paralelepípedo, estando formadas dos superficies laterales a través de un soporte 25 en I, superficies laterales sobre las que están dispuestas placas 29 de contacto eléctricamente aislantes para formar la tercera y cuarta superficie lateral. En el lado frontal, con respecto a las cuatro superficies laterales, se dispone en cada caso una placa 31 de cubierta que está eléctricamente aislada con respecto al soporte 25 en I paraFundamentally, the described current source 10, or the high amperage transformer 12, is configured in the form of a cube or parallelepiped, two lateral surfaces being formed through a support 25 in I, lateral surfaces on which they are arranged electrically insulating contact plates 29 to form the third and fourth lateral surface. On the front side, with respect to the four lateral surfaces, in each case a cover plate 31 is provided which is electrically insulated with respect to the support 25 in I for

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la formación de la quinta y la sexta superficie lateral del cubo o bien del paralelepípedo. Dentro del cubo, en particular de las superficies laterales, el rectificador síncrono 16 y el circuito 17 de excitación están dispuestos sobre al menos una placa 35 de circuitos impresos o bien tablero de circuitos impresos. El cubo presenta por tanto únicamente conexiones 26 para los arrollamientos primarios 13 del transformador 12 de gran amperaje y las superficies laterales como superficies de contacto para la disminución de la corriente continua, o bien de la tensión continua. Adicionalmente están previstas además conexiones de refrigeración, en particular las entradas 32 y la salida 33 para un fluido de refrigeración. Las líneas de control para el rectificador síncrono 16 integrado en el cubo y el circuito 17 de excitación preferentemente no están previstas, dado que este sistema funciona autárquicamente y por tanto no son necesarias uniones con la pieza 19 de potencia o bien con un dispositivo de control de la instalación. En el caso de una construcción de este tipo no se requiere preferentemente ningún tipo de línea de control, sino que la fuente 10 de corriente está unida solamente todavía en el lado primario con una pieza 19 de potencia, por lo que en el lado secundario, la corriente continua dimensionada de manera correspondiente de por ejemplo 15 kA a 40 kA está disponible. El usuario no necesita por tanto realizar ningún ajuste, sino solamente conectar la fuente 10 de corriente. La unificación de los componentes realmente independientes autónomos para dar lugar aúna unidad común de este tipo provoca que el tamaño de construcción, y por tanto el peso de la fuente 10 de corriente, pueda reducirse sustancialmente. Al mismo tiempo, la unidad puede emplearse como elemento de soporte directamente en una aplicación, en particular una pinza portaelectrodos 4. También la facilidad de uso se aumenta sustancialmente.the formation of the fifth and sixth lateral surface of the cube or of the parallelepiped. Within the hub, in particular of the lateral surfaces, the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17 are arranged on at least one printed circuit board 35 or printed circuit board. The hub therefore has only connections 26 for the primary windings 13 of the high amperage transformer 12 and the lateral surfaces as contact surfaces for the decrease of the direct current, or of the continuous voltage. Additionally, cooling connections are provided, in particular inlets 32 and outlet 33 for a cooling fluid. The control lines for the synchronous rectifier 16 integrated in the hub and the excitation circuit 17 are preferably not provided, since this system operates autonomously and therefore connections with the power part 19 or with a control device are not necessary. of the installation. In the case of such a construction, no type of control line is preferably required, but the current source 10 is only still connected on the primary side with a power piece 19, so on the secondary side, the correspondingly sized direct current of for example 15 kA to 40 kA is available. The user therefore does not need to make any adjustments, but only to connect the current source 10. The unification of the really independent autonomous components to give rise to a common unit of this type causes that the construction size, and therefore the weight of the current source 10, can be substantially reduced. At the same time, the unit can be used as a support element directly in an application, in particular an electrode holder 4. The ease of use is also substantially increased.

En el caso de la construcción de acuerdo con la invención es esencial además que los elementos 24 de conmutación se unan sin líneas con los componentes correspondientes, es decir que los cátodos que conducen la corriente de soldadura de los elementos 24 de conmutación formados por transistores de efecto de campo estén unidos o bien soldados con estaño directamente con las convexidades 36 de la placa 29 de contacto, estando unidas o bien soldadas con estaño conexiones de compuerta de los elementos 24 de conmutación directamente sobre la placa 35 de circuitos impresos y el circuito 17 de excitación construido sobre la misma (controlador de compuerta). Por tanto las inductancias de líneas pueden reducirse mediante un ahorro completo de las líneas, de manera que pueden alcanzarse altas velocidades de conmutación y pérdidas de paso muy reducidas.In the case of the construction according to the invention it is also essential that the switching elements 24 join without lines with the corresponding components, that is to say the cathodes that conduct the welding current of the switching elements 24 formed by transistors of field effect are connected either soldered with tin directly to the convexities 36 of the contact plate 29, being connected or welded with tin gate connections of the switching elements 24 directly on the printed circuit board 35 and circuit 17 of excitation built on it (gate controller). Therefore the inductances of lines can be reduced by a complete saving of the lines, so that high switching speeds and very low step losses can be achieved.

En el caso del ejemplo de realización representado y descrito, el transformador 12 de gran amperaje se dimensionó para una corriente de 20 kA en el caso de una tensión de salida entre 5 V y 10 V. En este caso, el soporte 25 en I presenta una altura de construcción de 15 cm, de manera que a los dos lados pueden disponerse en cada caso cinco arrollamientos secundarios 14 con los núcleos magnéticos 15. Para llegar a una relación de transmisión correspondiente de 100, en el ejemplo de realización representado son necesarios diez arrollamientos primarios 13.In the case of the embodiment shown and described, the high-amperage transformer 12 was sized for a current of 20 kA in the case of an output voltage between 5 V and 10 V. In this case, the support 25 in I has a construction height of 15 cm, so that on both sides five secondary windings 14 with the magnetic cores 15 can be arranged in each case. To reach a corresponding transmission ratio of 100, in the embodiment shown, ten are necessary primary windings 13.

Si ahora se quiere dimensionar el transformador 12 de gran amperaje para una corriente más alta de por ejemplo 30 kA, entonces el número de los arrollamientos secundarios 14 empleados puede aumentarse de manera sencilla. Por ejemplo, a ambos lados en las entalladuras 25a del soporte 25 en I pueden disponerse en cada caso siete arrollamientos secundarios 14, aumentando el soporte 25 en I en su altura de manera correspondiente, por ejemplo en solamente 5 cm más alto, o bien un cuerpo base correspondientemente mayor. Por tanto el soporte 25 en I del transformador 12 de gran amperaje se añade a ambos lados solamente en dos arrollamientos secundarios 14 para poder facilitar una corriente más alta. Mediante el aumento se aumentan también las superficies de refrigeración de contacto. Adicionalmente, de manera correspondiente se disponen más elementos 24 de conmutación en paralelo. El arrollamiento secundario 13 puede reducirse a un número de espiras más reducido, por ejemplo siete espiras, de manera que se alcanza una transmisión de por ejemplo 98. Las pérdidas de espira primarias más altas se compensan por la corriente primaria más alta debido al posible aumento de la sección transversal y de la reducción de la longitud de línea.If it is now desired to size the high amperage transformer 12 for a higher current of for example 30 kA, then the number of secondary windings 14 used can be increased in a simple manner. For example, on both sides, in the notches 25a of the support 25 in I, seven secondary windings 14 can be arranged in each case, the support 25 in I increasing correspondingly in its height, for example by only 5 cm taller, or a correspondingly larger base body. Therefore the support 25 in I of the transformer 12 of great amperage is added to both sides only in two secondary windings 14 to be able to facilitate a higher current. By increasing the contact cooling surfaces are also increased. Additionally, correspondingly, more parallel switching elements 24 are arranged. The secondary winding 13 can be reduced to a smaller number of turns, for example seven turns, so that a transmission of for example 98 is achieved. Higher primary loop losses are compensated by the higher primary current due to the possible increase of the cross section and the reduction of the line length.

Un aumento de la corriente de soldadura secundaria de 20 kA a 30 kA tiene por tanto como consecuencia solamente una prolongación del cubo, o bien del transformador 12 de gran amperaje de por ejemplo 5 cm.An increase in the secondary welding current from 20 kA to 30 kA therefore results in only a prolongation of the hub, or of the large amperage transformer 12 of for example 5 cm.

Dado que el transformador 12 de gran amperaje funciona preferentemente de manera autárquica, y no presenta ninguna línea de control, para eventuales mensajes de error debería posibilitarse una comunicación hacia afuera con componentes externos, en particular un dispositivo de control. Para ello pueden emplearse el circuito secundario que se compone de los arrollamientos secundarios 14 y del rectificador síncrono 16 y del circuito 17 de excitación. En este caso en determinados estados, en particular en la marcha sin carga del transformador 12 de gran amperaje, este puede cortocircuitarse de manera consciente con ayuda del rectificador síncrono 16, de manera que por una unidad de supervisión externa, o bien de un dispositivo de control se detecta un flujo de corriente de marcha sin carga en las líneas primarias y por tanto puede tener lugar una comunicación o bien un mensaje de error debido a la corriente.Since the high amperage transformer 12 preferably operates autonomously, and does not have any control line, for possible error messages, outward communication with external components, in particular a control device, should be possible. For this, the secondary circuit consisting of the secondary windings 14 and the synchronous rectifier 16 and the excitation circuit 17 can be used. In this case, in certain states, in particular in the no-load operation of the high-amperage transformer 12, it can be consciously short-circuited with the aid of the synchronous rectifier 16, so that by an external supervision unit, or a device of control detects a flow of running current without load on the primary lines and therefore a communication or an error message due to the current can take place.

Por ejemplo, mediante la integración de un sensor de temperatura en el transformador 12 de gran amperaje, en particular en el rectificador síncrono 16 puede detectarse y evaluarse la temperatura. Si la temperatura asciende por ejemplo por encima de un valor umbral definido, entonces por el circuito 17 de excitación, el rectificador síncrono 16 se cortocirculta en la marcha sin carga, es decir en las pausas de soldadura de manera definida. Dado que el dispositivo de control externo conoce el estado de marcha sin carga durante el cual no se realiza precisamente ninguna soldadura, esta se detecta o bien se reconoce a través del flujo de corriente elevado en los conductos primarlos del transformador 12 de gran amperaje. Ahora por el dispositivo de control externo puede comprobarse siFor example, by integrating a temperature sensor in the high amperage transformer 12, in particular in the synchronous rectifier 16, the temperature can be detected and evaluated. If the temperature rises for example above a defined threshold value, then by the excitation circuit 17, the synchronous rectifier 16 is short-circuited in the run without load, that is to say in the welding pauses in a defined manner. Since the external control device knows the state of running without load during which no welding is performed, it is detected or recognized through the high current flow in the primary ducts of the high amperage transformer 12. Now by the external control device it can be checked if

el circuito de refrigeración está activado, o este presenta un error, o bien la potencia de refrigeración se aumenta, de manera que tiene lugar una mejor refrigeración.the cooling circuit is activated, or it has an error, or the cooling power is increased, so that better cooling takes place.

Naturalmente mediante patrones de conmutación o de impulsos correspondientes, es decir mediante una apertura y cierre definidos de los elementos 24 de conmutación del rectificador síncrono 16 en la marcha sin carga pueden 5 comunicarse diferentes mensajes de error hacia el exterior. Por ejemplo pueden enviarse diferentes valores de temperatura, tensiones secundarias, corrientes, mensajes de error, etc. hacia el exterior.Naturally, by means of switching patterns or corresponding pulses, that is, by means of a defined opening and closing of the switching elements 24 of the synchronous rectifier 16 in the no-load operation, different error messages can be communicated outwards. For example, different temperature values, secondary voltages, currents, error messages, etc. can be sent. outward.

Sin embargo también es posible que se realice una comunicación de este tipo durante una soldadura, aunque una detección de este tipo es notablemente más complicada. En este caso, por ejemplo pueden modularse señales correspondientes en la corriente primaria, en particular mediante los arrollamientos primarios 13.However, it is also possible for such a communication to be made during a weld, although such a detection is noticeably more complicated. In this case, for example, corresponding signals can be modulated in the primary current, in particular by means of the primary windings 13.

1010

Claims (6)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 REIVINDICACIONES 1. Rectificador síncrono (16) para la integración en una fuente (10) de corriente para facilitar una corriente continua, en particular en una unidad en forma de cubo o en forma de paralelepípedo de un transformador (12) de gran amperaje con elementos (24) de conmutación, un circuito (17) de excitación para excitar los elementos (24) de conmutación y un circuito (48) de suministro, estando prevista una placa (35) de circuitos impresos con pistas y superficies de conexión para el alojamiento de componentes electrónicos, estando dispuestos los elementos (24) de conmutación, el circuito (17) de excitación y el circuito (48) de suministro para el funcionamiento autárquico sobre la placa (35) de circuitos impresos, caracterizado porque sobre la placa (35) de circuitos impresos están previstas varias aberturas (37) dispuestas en paralelo y en serie para alojar convexidades (36) de una placa (29) de contacto, aberturas (37) a través de las cuales están dispuestos y unidos, o bien soldados con estaño los elementos (24) de conmutación, elementos (24) de conmutación que pueden empalmarse con las convexidades (36) de la placa (29) de contacto.1. Synchronous rectifier (16) for integration into a current source (10) to facilitate a direct current, in particular in a cube-shaped or parallelepiped unit of a high-amperage transformer (12) with elements ( 24) switching, an excitation circuit (17) to drive the switching elements (24) and a supply circuit (48), a printed circuit board (35) being provided with tracks and connecting surfaces for the housing of electronic components, the switching elements (24), the excitation circuit (17) and the supply circuit (48) for the autarkic operation on the printed circuit board (35), characterized in that on the plate (35) are arranged several openings (37) arranged in parallel and in series are arranged for printed circuits to accommodate convexities (36) of a contact plate (29), openings (37) through which they are arranged and connected, or Tin-welded switching elements (24), switching elements (24) that can be spliced with the convexities (36) of the contact plate (29). 2. Rectificador síncrono (16) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito (17) de excitación está dispuesto a ambos lados de los elementos (24) de conmutación dispuestos en paralelo y en serie sobre la placa (35) de circuitos impresos.2. Synchronous rectifier (16) according to claim 1, characterized in that the excitation circuit (17) is arranged on both sides of the switching elements (24) arranged in parallel and in series on the circuit board (35) printed. 3. Rectificador síncrono (16) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el circuito (17) de excitación está unido con al menos un sensor integrado en el transformador (12) de gran amperaje, en particular un transformador (18) de corriente.3. Synchronous rectifier (16) according to claim 1 or 2, characterized in that the excitation circuit (17) is connected with at least one sensor integrated in the high amperage transformer (12), in particular a transformer (18) of current. 4. Rectificador síncrono (16) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el circuito (48) de suministro está configurado para la formación de corrientes de conmutación debidamente altas, por ejemplo para la formación de corrientes de conmutación entre 800 A y 1500 A, en particular 1000 A, y para el suministro de los componentes con tensión de suministro correspondiente.4. Synchronous rectifier (16) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supply circuit (48) is configured for the formation of duly high switching currents, for example for the formation of switching currents between 800 A and 1500 A, in particular 1000 A, and for the supply of the components with corresponding supply voltage. 5. Rectificador síncrono (16) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque está previsto un circuito de comunicación de datos para la transmisión de datos inalámbrica, en particular inductiva, magnética o por Bluetooth.5. Synchronous rectifier (16) according to one of claims 1 to 4, characterized in that a data communication circuit is provided for wireless data transmission, in particular inductive, magnetic or Bluetooth. 6. Rectificador síncrono (16) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en un lado de la placa (35) de circuitos impresos está prevista por toda la superficie una superficie que puede soldarse indirectamente para soldarse con estaño con la placa (29) de contacto.6. Synchronous rectifier (16) according to one of claims 1 to 5, characterized in that on one side of the printed circuit board (35) there is provided a surface that can be indirectly welded to be welded with tin with the whole surface. contact plate (29).
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